Οι ερευνητές της NASA ανακάλυψαν μια περίπλοκη περίπτωση μαύρης τρύπας που φαίνεται να «αναποδογυρίζεται» και να περιστρέφεται σε απροσδόκητη κατεύθυνση σε σχέση με τον γαλαξία που την περιβάλλει.
Αυτός ο γαλαξίας, που ονομάζεται NGC 5084, είναι γνωστός εδώ και χρόνια, αλλά το πλάγιο μυστικό της κεντρικής μαύρης τρύπας του βρισκόταν κρυμμένο σε παλιά αρχεία δεδομένων. Η ανακάλυψη κατέστη δυνατή χάρη στις νέες τεχνικές ανάλυσης εικόνων που αναπτύχθηκαν στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA στη Silicon Valley της Καλιφόρνια για να ρίξουν μια νέα ματιά στα αρχειακά δεδομένα από το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra του οργανισμού.
Χρησιμοποιώντας τις νέες μεθόδους, οι αστρονόμοι στο Ames βρήκαν απροσδόκητα τέσσερις μακριές λοφία πλάσματος –καυτού, φορτισμένου αερίου– που προέρχονται από το NGC 5084. Ένα ζεύγος λοφίων εκτείνεται πάνω και κάτω από το επίπεδο του γαλαξία. Ένα εκπληκτικό δεύτερο ζευγάρι, που σχηματίζει σχήμα «Χ» με το πρώτο, βρίσκεται στο ίδιο το επίπεδο του γαλαξία. Τα νέφη των θερμών αερίων δεν εντοπίζονται συχνά στους γαλαξίες και συνήθως υπάρχουν μόνο ένας ή δύο.
Η μέθοδος που αποκαλύπτει τέτοια απροσδόκητα χαρακτηριστικά για τον γαλαξία NGC 5084 αναπτύχθηκε από τον ερευνητή της Ames Alejandro Serrano Borlaff και τους συνεργάτες του για να ανιχνεύσει εκπομπές ακτίνων Χ χαμηλής φωτεινότητας σε δεδομένα από το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ στον κόσμο. Αυτό που είδαν στα δεδομένα Chandra φαινόταν τόσο περίεργο που έψαξαν αμέσως να το επιβεβαιώσουν, σκάβοντας στα αρχεία δεδομένων άλλων τηλεσκοπίων και ζητώντας νέες παρατηρήσεις από δύο ισχυρά επίγεια παρατηρητήρια.
Το εκπληκτικό δεύτερο σύνολο λοφίων ήταν μια ισχυρή ένδειξη ότι αυτός ο γαλαξίας στέγαζε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, αλλά θα μπορούσαν να υπήρχαν άλλες εξηγήσεις. Τα αρχειοθετημένα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA και τη Συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή αποκάλυψαν στη συνέχεια μια άλλη ιδιορρυθμία του NGC 5084: έναν μικρό, σκονισμένο, εσωτερικό δίσκο που περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία. Αυτό, επίσης, υποδηλώνει την παρουσία μιας μαύρης τρύπας εκεί, και, παραδόξως, περιστρέφεται σε γωνία 90 μοιρών ως προς την περιστροφή του γαλαξία συνολικά. ο δίσκος και η μαύρη τρύπα, κατά μία έννοια, βρίσκονται στα πλάγια.
Οι επακόλουθες αναλύσεις του NGC 5084 επέτρεψαν στους ερευνητές να εξετάσουν τον ίδιο γαλαξία χρησιμοποιώντας ένα ευρύ φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος – από το ορατό φως, που φαίνεται από το Hubble, έως τα μεγαλύτερα μήκη κύματος που παρατηρήθηκαν από το ALMA και το Expanded Very Large Array of the National Radio Astronomy Παρατηρητήριο κοντά στο Socorro, Νέο Μεξικό.
«Ήταν σαν να βλέπεις μια σκηνή εγκλήματος με πολλαπλούς τύπους φωτός», είπε ο Borlaff, ο οποίος είναι επίσης ο πρώτος συγγραφέας στην εφημερίδα που αναφέρει την ανακάλυψη. «Η συνένωση όλων των εικόνων αποκάλυψε ότι το NGC 5084 έχει αλλάξει πολύ στο πρόσφατο παρελθόν του».
«Η ανίχνευση δύο ζευγών λοφίων ακτίνων Χ σε έναν γαλαξία είναι εξαιρετική», πρόσθεσε η Πάμελα Μάρκουμ, αστροφυσικός στο Ames και συν-συγγραφέας της ανακάλυψης. «Ο συνδυασμός της ασυνήθιστης δομής τους σε σχήμα σταυρού και του «αναποδογυρισμένου» σκονισμένου δίσκου μας δίνει μοναδικές γνώσεις για την ιστορία αυτού του γαλαξία».
Συνήθως, οι αστρονόμοι αναμένουν ότι η ενέργεια των ακτίνων Χ που εκπέμπεται από μεγάλους γαλαξίες θα κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε ένα γενικά σχήμα σαν σφαίρα. Όταν δεν είναι, όπως όταν συγκεντρώνονται σε ένα σύνολο λοφίων ακτίνων Χ, γνωρίζουν ότι ένα σημαντικό γεγονός έχει, σε κάποιο σημείο, αναστατώσει τον γαλαξία.
Πιθανές δραματικές στιγμές στην ιστορία του που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την αναποδογυρισμένη μαύρη τρύπα και το διπλό σύνολο λοφίων του NGC 5084 περιλαμβάνουν μια σύγκρουση με έναν άλλο γαλαξία και το σχηματισμό μιας καμινάδας υπερθερμασμένου αερίου που ξεσπά από την κορυφή και το κάτω μέρος του γαλαξιακού επιπέδου.
Θα χρειαστούν περισσότερες μελέτες για να προσδιοριστεί ποιο γεγονός ή γεγονότα οδήγησαν στην τρέχουσα παράξενη δομή αυτού του γαλαξία. Αλλά είναι ήδη σαφές ότι η αρχιτεκτονική του NGC 5084 που δεν είχε ξαναδεί ποτέ ανακαλύφθηκε μόνο χάρη σε αρχειακά δεδομένα – περίπου τριών δεκαετιών παλιά – σε συνδυασμό με νέες τεχνικές ανάλυσης.
Η εργασία που παρουσιάζει αυτή την έρευνα δημοσιεύτηκε στις 18 Δεκεμβρίου στο The Astrophysical Journal. Η μέθοδος ανάλυσης εικόνας που αναπτύχθηκε από την ομάδα – που ονομάζεται Selective Amplification of Ultra Noisy Astronomical Signal ή SAUNAS – περιγράφηκε στο The Astrophysical Journal τον Μάιο του 2024.
