Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα μυστηριώδες αντικείμενο στις άκρες του Γαλαξία μας και δεν έχουν ιδέα τι είναι!

Το αντικείμενο δεν ταιριάζει απόλυτα με κανένα από όσα ξέρουμε ότι βρίσκονται στο σύμπαν γύρω μας και αποτελεί μια μοναδική πρόκληση για τους αστροφυσικούς

Το αχανές σύμπαν που μας περιβάλει κρύβει μέσα του τόσα μυστικά και μας θυμίζει κάθε φορά ότι είμαστε πολύ μικροί μπροστά του. Ένα από αυτά τα «μυστικά» είναι έτοιμο να αποκαλυφθεί καθώς οι αστροφυσικοί ανακάλυψαν ένα πολύ παράξενο μυστηριώδες αντικείμενο στα όρια του Γαλαξία μας που τους αναγκάζει να ξανασκεφτούν τα μοντέλα τους.

Η συναρπαστική ανακάλυψη έγινε από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής ερευνητές από το Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Μαξ Πλανκ, χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT, το οποίο βρίσκεται στο Βόρειο Ακρωτήρι της Νοτίου Αφρικής.

Οι αστροφυσικοί εντόπισαν ένα αινιγματικό αντικείμενο μέσα στο πυκνό σμήνος αστεριών NGC 1851 στα άκρα του Milky Way περίπου 40.000 έτη φωτός από τη Γη. Το περίεργο με αυτή την τεράστια οντότητα είναι πως είναι βαρύτερη ακόμα και από τα πιο βαριά γνωστά αστέρια νετρονίων, αλλά ελαφρύτερη ακόμα και από τις ελαφρύτερες γνωστές μαύρες τρύπες. Έτσι, οι επιστήμονες δεν έχουν ιδέα τι μπορεί να είναι!

Ένα σπάνιο ζευγάρι

Το αντικείμενο αυτό περιστρέφεται γύρω από ένα ταχέως περιστρεφόμενο πάλσαρ ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου (σημ. πάλσαρ με περίοδο περιστροφής μικρότερη από περίπου 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου).

Το ογκώδες αντικείμενο είναι σκοτεινό και αυτό σημαίνει ότι είναι αόρατο σε όλες τις συχνότητες φωτός – από τα ραδιοκύματα έως τις ζώνες ακτινών Χ και ακτινών γάμμα. Σε άλλες συνθήκες αυτό θα καθιστούσε αδύνατη τη μελέτη, αλλά εδώ μας βοηθά το πάλσαρ του χιλιοστού του δευτερολέπτου.

Τα πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου είναι κάτι σαν κοσμικό ατομικό ρολόι. Οι περιστροφές τους είναι απίστευτα σταθερές- συνήθως ξεπερνούν τις 170 στροφές ανά δευτερόλεπτο- και μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια ανιχνεύοντας τον συνήθη ραδιοπαλμό που δημιουργούν. Αν και ο παλμός τους είναι εγγενώς σταθερός, η περιστροφή τους μπορεί να επηρεαστεί από κάποιο βαρυτικό πεδίο. Παρατηρώντας αυτές τις μικροσκοπικές αλλαγές μπορούμε να μετρήσουμε τις ιδιότητες των σωμάτων που βρίσκονται σε τροχιά με τα πάλσαρ. Παρακολουθώντας αλλαγές σε αυτή τη συχνότητα, η ομάδα παρατήρησε ότι το τεράστιο αντικείμενο βρίσκεται στο λεγόμενο «κενό μάζας της μαύρης τρύπας».

Πιθανότατα σηματοδοτεί την πρώτη ανακάλυψη ενός ιδιαίτερα περιζήτητου ραδιοπάλσαρ, -της δυαδικής μαύρης τρύπας- έναν σπάνιο διαστημικό συνδυασμό. Αυτό το ουράνιο ζεύγος θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέες δοκιμές γύρω από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, αλλά και τη μελέτη των μαύρων τρυπών.

«Κάθε πιθανότητα σχετικά με τη φύση του αντικειμένου αυτού είναι συναρπαστική. Ένα σύστημα πάλσαρ-μαύρης τρύπας θα είναι ένας σημαντικός στόχος για τη δοκιμή των θεωριών της βαρύτητας και ένα βαρύ αστέρι νετρονίων θα παρέχει νέες γνώσεις στην πυρηνική φυσική σε πολύ υψηλές πυκνότητες», δήλωσε ο Μπεν Σταπερς, Καθηγητής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ και επικεφαλής της έρευνας που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.

Μυστηριώδης ταυτότητα

Ωστόσο, η ίδια η φύση του τεράστιου αυτού αντικειμένου παραμένει μυστήριο καθώς μοιάζει να βρίσκεται μεταξύ ενός αστέρα νετρονίου και μιας μαύρης τρύπας χωρίς ωστόσο να μπορεί να είναι τίποτα από τα δύο.

Ένα άστρο νετρονίων αποτελεί ουσιαστικά τα εξαιρετικά πυκνά υπολείμματα ενός νεκρού άστρου, δηλαδή μιας έκρηξης σούπερ νόβα. Είναι τόσο συμπαγές όσο ένας ατομικός πυρήνας και μεγάλο όσο μια πόλη και ξεπερνά τα όρια της κατανόησής μας για την ακραία ύλη. Όσο πιο βαρύ είναι ένα αστέρι νετρονίων, τόσο πιο πιθανό είναι τελικά να καταρρεύσει. Το άστρο αποκτά υπερβολικά μεγάλη μάζα συνήθως όταν «καταβροχθίζει» ή συγκρούεται με ένα άλλο αστέρι. Τότε καταρρέει, για να γίνει κάτι ακόμα πιο πυκνό. Αυτό που συμβαίνει μετά την κατάρρευσή του αποτελεί μέχρι σήμερα βάση πολλών εικασιών. Ωστόσο, οι περισσότεροι επιστήμονες θεωρούν ότι τα αστέρια αυτά θα μπορούσαν να μετατραπούν σε μαύρες τρύπες, αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα που είναι τόσο πυκνά και η βαρυτική τους έλξη τόσο ισχυρή, που οι πυρήνες τους –ό,τι κι αν είναι αυτοί– καλύπτονται μόνιμα από επιφάνειες τέλειου σκότους από τις οποίες το φως δεν μπορεί να ξεφύγει.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η συνολική μάζα που απαιτείται για να καταρρεύσει ένα αστέρι νετρονίων είναι 2,2 φορές μεγαλύτερη από τη συνολική μάζα του ήλιου. Την ίδια στιγμή η θεωρία που υπάρχει αυτή τη στιγμή με βάση τις παρατηρήσεις μας, μάς λέει ότι οι ακόμα και οι ελαφρύτερες μαύρες τρύπες που δημιουργούνται από αυτά τα αστέρια είναι πολύ μεγαλύτερες βαρυτικά. Υπολογίζεται έχουν περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο, και δημιουργούν αυτό που είναι γνωστό ως «κενό μάζας της μαύρης τρύπας».

Η διαφορά από τις 2,2 στις 5 φορές μεγαλύτερης μάζας από τον ήλιο είναι μυστήριο για τους επιστήμονες που δεν γνωρίζουν ποια αντικείμενα θα μπορούσαν να το καλύψουν. Η φύση των συμπαγών αντικειμένων σε αυτό το «κενό μάζας της μαύρης τρύπας» μας είναι άγνωστη και η λεπτομερής μελέτη τους έχει αποδειχθεί μέχρι στιγμής πρόκληση. Η ανακάλυψη του μυστηριώδους αυτού αντικειμένου μπορεί να βοηθήσει στην τελική κατανόηση όσων συμβαίνουν σε αυτό το «κενό».

Το περίεργο αντικείμενο έχει μάζα όσο 2,1 με 2,7 ηλιακές μάζες, είναι δηλαδή στο όριο. Έτσι, ίσως είναι το πιο ογκώδες αστέρι νετρονίων που έχει παρατηρηθεί ποτέ ή η λιγότερο ογκώδης μαύρη τρύπα που έχει βρεθεί, πιστεύουν οι ερευνητές. Παράλληλα είναι επίσης πιθανό να είναι κάτι τελείως καινούργιο για το οποίο δεν έχουμε ακόμα ιδέα!

Τι ακολουθεί

Η ανακάλυψη του αντικειμένου έγινε κατά την παρατήρηση ενός μεγάλου σμήνος αστεριών γνωστό ως NGC 1851 που βρίσκεται στον νότιο αστερισμό του Columba, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο MeerKAT.

Το σφαιρικό σμήνος NGC 1851 περιέχει μια πολύ πυκνή συλλογή από παλιά αστέρια και είναι η πιο «πυκνοκατοικημένη» αστρική περιοχή του γαλαξία μας. Εδώ, τα αστέρια είναι τόσο κοντά μεταξύ τους που μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους. Πολλές φορές το ένα διαταράσσει την τροχιά του άλλου, ενώ στις πιο ακραίες περιπτώσεις συγκρούονται.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μια τέτοια σύγκρουση μεταξύ δύο άστρων νετρονίων είναι πιθανό να δημιούργησε το τεράστιο αντικείμενο που περιφέρεται τώρα γύρω από το ραδιοπάλσαρ.

Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να αποκαλύψει νέα σχετικιστικά φαινόμενα ή και να ρίξει περισσότερο φως στην κβαντική βαρύτητα - μια θεωρία που προσπαθεί να συμβιβάσει τη γενική σχετικότητα με την κβαντική μηχανική. Ουσιαστικά, αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέους δρόμους για την εξερεύνηση του Σύμπαντος και της κατανόησής μας για αυτό.

Ενώ η ομάδα δεν μπορεί να πει οριστικά εάν έχει ανακαλύψει το πιο πυκνό αστέρι νετρονίων, την ελαφρύτερη γνωστή μαύρη τρύπα ή ακόμα και κάποια νέα παραλλαγή εξωτικού αστεριού, το σίγουρο είναι ότι έχει αποκαλύψει ένα μοναδικό «εργαστήριο», όπου μπορούμε να παρατηρήσουμε τις ιδιότητες της ύλης σε ακραίες συνθήκες στο Σύμπαν.

«Δεν έχουμε τελειώσει ακόμα με αυτό το σύστημα», λέει η αστρονόμος Αρουνίμα Ντούτα του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ που συμμετείχε στην έρευνα. «Η αποκάλυψη της αληθινής φύσης του μυστηριώδους αντικειμένου θα αποτελέσει σημείο καμπής στην κατανόησή μας για τα αστέρια νετρονίων, τις μαύρες τρύπες και οτιδήποτε άλλο μπορεί να κρύβεται στο κενό μάζας της μαύρης τρύπας!», καταλήγει.