Μια μαύρη τρύπα σε ένα κβάζαρ έχει μάζα ίση με 18 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες!

Αν και τα κβάζαρ είναι συμπαγή αντικείμενα μικρού μεγέθους, κατά τη διάρκεια που τροφοδοτούνται με υλικό απελευθερώνουν αρκετή ενέργεια για να επισκιάσουν ένα ολόκληρο γαλαξία. Το κβάζαρ OJ 287 είχε παράγει σχεδόν περιοδικές οπτικές εκρήξεις πριν περίπου 100 χρόνια, όπως φαίνονται για πρώτη φορά σε φωτογραφικές πλάκες από το 1891. Η κεντρική υπερβαρέα μαύρη τρύπα του είναι η μεγαλύτερη γνωστή, με μια μάζα 18 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, ή έξι φορές μεγαλύτερη από αυτήν που ξέραμε μέχρι τώρα για το προηγούμενο μεγαλύτερο αντικείμενο.

Το αντικείμενο αυτό που ονομάστηκε OJ287 βρίσκεται στον αστερισμό του Καρκίνου και είναι περίπου 3,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Είναι μέρος ενός δυαδικού συστήματος μαύρων οπών και παράγει ένα τεράστιο ποσό φωτός, γεγονός που συνδέεται συνήθως με το σχηματισμό ενός νέου γαλαξία. Τα κβάζαρ ως επί το πλείστον αποτελούνται από μια τεράστια μαύρη τρύπα η οποία περιβάλλεται από ένα μεγάλο δίσκο συσσώρευσης υλικού και που περιστρέφεται γύρω από αυτούς, ενώ τροφοδοτούνται από τα τεράστια ποσά ύλης που πέφτουν προς το κέντρο της μαύρης τρύπας.

Το δυαδικό σύστημα περιλαμβάνει μια τεράστια μαύρη τρύπα με μία μικροκαμωμένη να πλανάται γύρω από την μεγαλύτερη. Παρατηρώντας την τροχιά των μικρότερων μαύρων οπών, οι αστρονόμοι είναι σε θέση να ελέγξουν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας με τα ισχυρότερα βαρυτικά πεδία που είδαμε ποτέ.

Η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα υπερβαίνει τη μικρότερη κατά έξι φορές. Ευτυχώς, είναι 3,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας, αποτελώντας την καρδιά του κβάζαρ OJ287. Όπως ξέρουμε τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά φωτεινά αντικείμενα όπου η ύλη που πέφτει σπειροειδώς σε μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα εκπέμπει μεγάλες ποσότητες ακτινοβολίας.

Η μικρότερη μαύρη τρύπα του δυαδικού συστήματος, που ζυγίζει περίπου 100 εκατομμύρια ήλιους, περιστρέφεται γύρω από τη μεγαλύτερη, σε μια ελλειπτική τροχιά με περίοδο 12 χρόνια. Έρχεται αρκετά κοντά ώστε να εισέλθει μέσα στο δίσκο της ύλης που περιβάλλει την μεγαλύτερη μαύρη τρύπα δύο φορές σε κάθε τροχιά, προκαλώντας έτσι δύο εκρηκτικά ξεσπάσματα που αναγκάζουν το κβάζαρ OJ287 ξαφνικά να φωτίζει.

Η γενική σχετικότητα προβλέπει ότι η τροχιά της μικρότερης μαύρης τρύπας θα πρέπει να περιστρέφεται με την πάροδο του χρόνου, έτσι ώστε το πλησιέστερο σημείο στο οποίο βρίσκεται κάθε φορά σε σχέση με την μεγαλύτερη, να μετακινείται γύρω στον χώρο. Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται στην τροχιά του Ερμή γύρω από τον Ήλιο, αλλά σε πολύ μικρότερη κλίμακα και λέγεται μετάπτωση του περιηλίου.

Στην περίπτωση του OJ287, το τεράστιο βαρυτικό πεδίο της μεγαλύτερης μαύρης τρύπας γίνεται η αιτία η τροχιά της μικρότερης μαύρης τρύπας να προχωράει (η γνωστή μετάπτωση) με μία εντυπωσιακή γωνία 39° κάθε φορά.

Περίπου μια ντουζίνα φωτεινά εκρηκτικά ξεσπάσματα έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, και οι αστρονόμοι με επικεφαλής τον Mauri Valtonen του Παρατηρητηρίου Tuorla στη Φινλανδία έχουν αναλύσει αυτές μετρώντας το ρυθμό μετάπτωσης της τροχιάς της μικρότερης τρύπας. Αυτός, σε συνδυασμό με την περίοδο της τροχιάς, δείχνει ότι η μεγαλύτερη μαύρη τρύπα είναι η μεγαλύτερη που έχει βρεθεί ποτέ, 18 δισεκατομμύρια ήλιους.

Πόσο όμως μεγάλα μπορούν αυτά τα τέρατα να γίνουν; Ο Craig Wheeler του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν, λέει ότι εξαρτάται μόνο από την ηλικία της μαύρης τρύπας και το πόσο γρήγορα έχει καταπιεί την ύλη, προκειμένου να αναπτυχθεί. "Δεν υπάρχει κανένα θεωρητικό ανώτατο όριο στη μάζα”, συμπληρώνειι.

Η πλέον πρόσφατη έκρηξη στο δυαδικό αυτό σύστημα συνέβη στις 13 Σεπτεμβρίου του 2007, όπως προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα. "Αν δεν υπήρχε καμιά τροχιακή αλλοίωση, η έκρηξη θα ήταν μετά από 20 ημέρες από τότε που συνέβη στην πράξη," δήλωσε ο Valtonen , προσθέτοντας ότι οι μαύρες τρύπες είναι σε καλό δρόμο για τη συγχώνευση τους μέσα σε 10.000 χρόνια.

Ο Wheeler υποστηρίζει ότι οι παρατηρήσεις των εκρηκτικών ξεσπασμάτων ταιριάζουν πολύ με τους θεωρητικούς υπολογισμούς της γενικής σχετικότητας. "Το γεγονός ότι μπορεί να ταιριάξει η θεωρία του Αϊνστάιν τόσο καλά μας λέει ότι αυτή δουλεύει άριστα”, συμπληρώνει.