Ανακαλύπτοντας τις κρυμμένες μαύρες τρύπες με Εικονικό Παρατηρητήριο

Από το Red Nova, 28 Μαίου 2004

Μια ευρωπαϊκή ομάδα έχει χρησιμοποιήσει το Αστροφυσικό Εικονικό Παρατηρητήριο (AVO) για να βρει 30 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, που μέχρι τώρα είχαν ξεφύγει από την ανίχνευση,  επειδή τις κάλυπταν νέφη της σκόνης.

Ο προσδιορισμός ενός τέτοιου μεγάλου πληθυσμού μαύρων οπών, που μέχρι τώρα ήταν κρυμμένες από τη σκόνη, είναι η πρώτη επιστημονική ανακάλυψη που προέκυψε από ένα εικονικό παρατηρητήριο. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι οι αστρονόμοι μπορεί να είχαν υποτιμήσει τον αριθμό των πολύ μεγάλων μαύρων οπών κατά ένα παράγοντα πέντε.

Μέχρι τώρα τα αστρονομικά αντικείμενα κανονικά προσδιορίζονταν με τη βοήθεια ενός τηλεσκοπίου εξετάζοντας τα φάσμα τα τους. Τώρα όμως τελευταία η επιστήμη μπορεί να επισημαίνει τέτοια αντικείμενα, κάνοντας χρήση των πληροφοριών που παίρνουμε από πολλαπλά μήκη κύματος επεξεργασμένα με υπολογιστές.

Αυτές οι ανακαλύψεις κάνουν χρήση τεχνολογιών Εικονικών  Παρατηρητήριων. Δηλαδή χρησιμοποιούν συνδυασμένα στοιχεία από το έδαφος αλλά και από διαστημικά παρατηρητήρια.

Είναι γνωστό ότι οι μαύρες τρύπες συλλέγουν τη διαστρική σκόνη που βρίσκεται γύρω τους. Κρύβονται στα κέντρα των ενεργών γαλαξιών σε περιβάλλοντα όμοια με βίαιους ανεμοστρόβιλους στη Γη. Όπως σε έναν ανεμοστρόβιλο, όπου μικρά συντρίμμια βρίσκονται συχνά να περιστρέφονται μαζί με τη δίνη, έτσι και σε μια μαύρη τρύπα, ένα δακτύλιος σκόνης περιβάλλει την περιφέρεια του.

Σε μερικές περιπτώσεις οι αστρονόμοι μπορούν να παρατηρήσουν κατά τη διεύθυνση του άξονα του δακτυλίου της σκόνης από την πάνω ή την κάτω μεριά και να έχουν έτσι μια καθαρή άποψη της μαύρης τρύπας. Αυτά τα αντικείμενα ονομάζονται τότε "πηγές τύπου 1". Ενώ οι "πηγές τύπου 2" βρίσκονται με το δακτύλιο της σκόνης σο πάνω μέρος, όπως φαίνονται από τη Γη. Έτσι η θέαση της μαύρης τρύπας από μας εμποδίζεται συνολικά από τη σκόνη σε μια μεγάλη σειρά μηκών κύματος του φάσματος, από την περιοχή του εγγύς υπερύθρου έως τις μαλακές ακτίνες-X.

Ενώ έχουν προσδιοριστεί πολλές μαύρες τρύπες - χαμηλής ισχύος  - κρυμμένες από τη σκόνη (που λέγονται Seyfert 2), όμως μέχρι σήμερα πολύ λίγες ισχυρές αντίστοιχες μαύρες τρύπες ήταν γνωστές. Ο προσδιορισμός ενός πληθυσμού, υψηλής ισχύος, κρυμμένων μαύρων τρυπών και των ενεργών γαλαξιών στους οποίους ζουν, αποτελεί ένα βασικό στόχο για τους αστρονόμους. Αυτή η ανακάλυψη  θα οδηγήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα των κοσμολογικών μοντέλων, που περιγράφουν το σύμπαν.

Η επιστημονική ευρωπαϊκή ομάδα του AVO καθοδηγούμενες από τον Paolo Padovani από το Space Telescope-European Coordinating Facility και το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο στο Μόναχο της Γερμανίας, ανήγγειλαν την ανακάλυψη ενός ολόκληρου πληθυσμού κρυμμένων και ισχυρών πολύ μεγάλων μαύρων οπών.

Τριάντα από αυτά τα αντικείμενα βρέθηκαν στα πεδία με το όνομα GOODS (Έρευνα σε Βάθος των Μεγάλων Παρατηρητηρίων ή Great Observatories Origins Deep Survey). Η έρευνα GOODS γίνεται σε δύο περιοχές του Ουρανού και περιλαμβάνουν μερικές από τις βαθύτερες παρατηρήσεις από το διάστημα και τα επίγεια τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου και του  Hubble της NASA/ESA. Αυτά τα τμήματα του ουρανού έχουν μέχρι τώρα μελετηθεί πάρα πολύ καλά. 

Ο Padovani και η ομάδα του για την ανακάλυψη τους χρησιμοποίησαν μια καινοτόμο τεχνική. Χρησιμοποιώντας ένα Εικονικό Παρατηρητήριο (VO) συνδύασαν τις πληροφορίες από μήκη κύματος πολλών περιοχών του φάσματος και από το Hubble και από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο της ESO αλλά και από το Chandra της NASA.

Σε αυτή την εικόνα μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει κοντά στο σκονισμένο περιβάλλον μιας πολύ μεγάλης μαύρης τρύπας. Στο κέντρο η μαύρη τρύπα φαίνεται να περιτριγυρίζεται από έναν δίσκο προσαύξησης (κίτρινο χρώμα). Προς τα έξω ο δακτύλιος της σκόνης παρουσιάζεται με μπλε χρώμα. Δύο πίδακες προέρχονται από τις εσωτερικές περιοχές.

Χάρις την πρωτοφανή προσπάθεια των επιστημόνων από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο, έγινε δυνατή αυτή η ανακάλυψη. Η πλειοψηφία των πηγών είναι τόσο εξασθενημένες που δεν είναι αυτήν την περίοδο δυνατό να ληφθούν τα φάσματα τους, αλλά με τις τεχνικές VO μπόρεσαν και τα πήραν.

Σύμφωνα με τον Paolo Padovani: "Αυτή η ανακάλυψη σημαίνει ότι οι έρευνες για τις ισχυρές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είχαν υποτιμήσει μέχρι τώρα το πλήθος τους κατά, τουλάχιστον, έναν παράγοντα δύο, και ενδεχομένως και μέχρι πέντε".

Το Ευρωπαϊκό Αστροφυσικό Εικονικό Παρατηρητήριο (AVO), που χρηματοδοτείται εν μέρει από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, είναι το συγκεκριμένο Εικονικό Παρατηρητήριο VO, που χρησιμοποιείται για αυτό το πρόγραμμα. Με αυτήν την εργασία αποδεικνύεται ο ρόλος των υπολογιστών.

Η ομάδα του Paolo Padovani (Mark Allen, Nicholas Walton, Piero Rosati) σχεδιάζει να ερευνήσει το νέο πληθυσμό των μαύρων τρυπών - που καλύπτονται από νέφη σκόνης - με τη χρησιμοποίηση ακόμη περισσότερων τηλεσκοπίων: το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (στο εγγύς υπέρυθρο) και το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA(στην άκρα περιοχή του υπέρυθρου), χρησιμοποιώντας νέα εργαλεία VO.