Η μαύρη τρύπα του γαλαξία μας παράγει κοσμική ακτινοβολία με ενέργεια 100 φορές μεγαλύτερη από του CERN

Εδώ και χρόνια οι επιστήμονες «πιάνουν» κοσμικές ακτίνες πολύ υψηλής ενέργειας που προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας. Τώρα, για πρώτη φορά μια διεθνής ομάδα αστρονόμων πιστεύει ότι εντόπισε την πηγή της κοσμικής ακτινοβολίας: είναι η τεράστια μαύρη τρύπα στην «καρδιά» του γαλαξία μας.

Η μαύρη τρύπα λειτουργεί ως ένας κοσμικών διαστάσεων φυσικός επιταχυντής, δημιουργώντας έτσι ακτινοβολία με ενέργειες που είναι τουλάχιστον 100 φορές μεγαλύτερες από αυτές που δημιουργούνται στον μεγαλύτερο επιταχυντή της Γης, στο CERN.

Οι ερευνητές από 12 χώρες, με επικεφαλής τον Βέρνερ Χόφμαν του γερμανικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής Μαξ Πλανκ στη Χαϊδελβέργη, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", πραγματοποίησαν τις παρατηρήσεις τους με τη βοήθεια του αστεροσκοπείου HESS (High Energy Stereoscopic System), μιας συστοιχίας πέντε τηλεσκοπίων στη Ναμίμπια της Αφρικής.

Η Γη «βομβαρδίζεται» συνεχώς από σωματίδια υψηλής ενέργειας (πρωτόνια, ηλεκτρόνια και ατομικούς πυρήνες) που έχουν κοσμική προέλευση. Τα σωματίδια αυτά συνιστούν την κοσμική ακτινοβολία και οι επιστήμονες ανέκαθεν δυσκολεύονταν να βρουν από ποιές αστροφυσικές πηγές αυτή προέρχεται. Εδώ και πάνω από έναν αιώνα η προέλευση των κοσμικών ακτίνων αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά μυστήρια. Οι κοσμικές ακτίνες, καθώς αλληλεπιδρούν με το φως και τα αέρια στο διαστρικό χώρο, παράγουν ακτίνες-γάμα, για τις οποίες είναι ευκολότερο να βρεθεί η πηγή τους. Όταν οι ακτίνες-γάμα φθάνουν στην ατμόσφαιρα της Γης, παράγουν τη λεγόμενη «ακτινοβολία Τσερένκοφ», στιγμιαίες λάμψεις φωτός που που μπορούν να γίνουν αντιληπτές από ειδικά τηλεσκόπια όπως το HESS, που διαθέτουν ευαίσθητους φωτο-ανιχνευτές. Μέχρι σήμερα πάνω από 100 πηγές ακτίνων-γάμα έχουν εντοπισθεί και, μέσω αυτών, πιθανώς εντοπίζονται και οι πηγές της κοσμικής ακτινοβολίας.

Οι επιστήμονες γνώριζαν ότι στον γαλαξία μας παράγονται κοσμικές ακτίνες με ενέργειες έως 100 TeV (τεραηλεκτρονιοβόλτ) από διάφορες πηγές. Τώρα, για πρώτη φορά, ανακοινώθηκε ότι όχι μόνο εντοπίσθηκαν κοσμικές ακτίνες πολύ ισχυρότερες, της τάξης τουλάχιστον του ενός PeV ή πεταηλεκτρονιοβόλτ (1 PeV=1.000 TeV), αλλά ότι η πηγή τους πιθανότατα είναι η κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία μας, γνωστή ως Sgr A*, η οποία -με την ιδιότητά της ως επιταχυντή πλέον- «βαφτίσθηκε» και Pevatron (κατ' αναλογία με τον Tevatron, τον πρώτο επιταχυντή στη Γη που πέτυχε ενέργειες ενός TeV).

Σημειωτέον ότι οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει κοσμικές ακτίνες με ενέργειες πολύ πάνω από 1 PeV, οι οποίες θεωρούνται ότι έχουν εξωγαλαξιακή προέλευση, πιθανώς από ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (κβάζαρ).

Και μια μαύρη τρύπα που...πετάει φωτιές

Εξάλλου, μια άλλη ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή αστρονομίας Ποσάκ Γκάντι του βρετανικού Πανεπιστημίου του Σαουθάπτον, ανακάλυψε μια σχετικά κοντινή μαύρη τρύπα που εξέπεμψε βίαιες φωτεινές αναλαμπές. Κάθε «φλόγα», με διάρκεια μόλις κλάσματα του δευτερολέπτου, είχε ενέργεια όση 1.000 ήλιοι περίπου.

Η μαύρη τρύπα ονομάζεται V404 Cygni, ήταν η πρώτη που εντοπίσθηκε στον γαλαξία μας (πέρα από αυτήν στο κέντρο του) και βρίσκεται σε απόσταση 7.800 ετων από τη Γη. Το «ξέσπασμά» της, που διήρκεσε περίπου δύο εβδομάδες, είναι ένα από τα πιο βίαια που έχουν παρατηρηθεί ποτέ.

Το φαινόμενο, που μελετήθηκε με το οπτικό/υπέρυθρο τηλεσκόπιο «Χέρσελ» διαμέτρου 4,2 μέτρων στα Κανάρια Νησιά και παρουσιάσθηκε στο περιοδικό "Monthly Notices" της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας, πυροδοτήθηκε από την ύλη ενός γειτονικού άστρου, το οποίο «καταβρόχθιζε» η μαύρη τρύπα. Όμως οι επιστήμονες δεν κατανοούν ακόμη απόλυτα τον μηχανισμό αυτό.