Αστρονόμοι εντόπισαν για πρώτη φορά με αξιοπιστία ένα ζεύγος υπερμεγέθων μαύρων τρυπών σε στενή τροχιά στον γαλαξία Markarian 501, που θα μπορούσαν να συγχωνευθούν σε μόλις 100 χρόνια. Παράλληλα, νέες παρατηρήσεις με το James Webb αποκαλύπτουν μαύρες τρύπες ασυνήθιστα μεγάλες σε σχέση με τους νάνους γαλαξίες που τις φιλοξενούν, ανατρέποντας ό,τι νομίζαμε ότι ξέραμε για την εξέλιξή τους.
Στο κέντρο του γαλαξία Markarian 501, περίπου 456 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες κινούνται σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη — και πλησιάζουν. Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τη Silke Britzen του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας Max Planck στη Βόννη ανέλυσε ραδιοπαρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης που συλλέχθηκαν σε διάστημα 23 ετών και σε πολλαπλές συχνότητες. Αυτό που βρήκε άλλαξε την εικόνα που είχαμε για τον γαλαξία: όχι ένας, αλλά δύο πίδακες σωματιδίων εκτοξεύονται με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, καθένας από τη δική του μαύρη τρύπα.
Η ανακάλυψη δεν είναι απλώς εντυπωσιακή — είναι σπάνια. Αν και τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν εδώ και δεκαετίες ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συγχωνεύονται όταν συγκρούονται οι γαλαξίες που τις φιλοξενούν, κανείς δεν είχε καταφέρει να απεικονίσει με αξιοπιστία ένα τόσο στενό ζεύγος. Ακόμη και το Event Horizon Telescope, που έδωσε τις πρώτες άμεσες εικόνες μαύρων τρυπών το 2019 και το 2022, δεν διαθέτει την ανάλυση που χρειάζεται για να διακρίνει τα δύο αντικείμενα στον Markarian 501.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι δύο μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να συγχωνευθούν σε μόλις 100 χρόνια — ένα κλάσμα του κοσμικού χρόνου. Το σύστημα θεωρείται πλέον ιδανικός υποψήφιος για παρατήρηση μέσω των λεγόμενων pulsar timing arrays, δικτύων που καταγράφουν μικροσκοπικές μεταβολές στα σήματα από pulsars για να εντοπίζουν βαρυτικά κύματα χαμηλής συχνότητας. «Αν εντοπιστούν βαρυτικά κύματα, ενδέχεται να παρακολουθήσουμε σταδιακά την αύξηση της συχνότητάς τους, καθώς τα δύο γιγαντιαία σώματα πλησιάζουν τη σύγκρουση», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Héctor Olivares. Με άλλα λόγια, υπάρχει πραγματική πιθανότητα να δούμε μια συγχώνευση υπερμεγέθων μαύρων τρυπών σε πραγματικό χρόνο — κάτι που δεν έχει συμβεί ποτέ στην ιστορία της αστρονομίας.
Την ίδια στιγμή, ένα άλλο σύνολο ανακαλύψεων έρχεται να περιπλέξει ακόμη περισσότερο την εικόνα που έχουμε για τις μαύρες τρύπες. Μια σειρά μελετών που δημοσιεύθηκαν στο The Astrophysical Journal Letters αξιοποίησε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb για να παρατηρήσει μικρούς γαλαξίες στο σμήνος της Παρθένου, περίπου 55 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Τα αποτελέσματα ήταν απρόσμενα: ο συμπαγής ελλειπτικός γαλαξίας NGC 4486B φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 360 εκατομμύρια ηλιακές μάζες — δηλαδή το 13% της συνολικής αστρικής μάζας του γαλαξία. Ένας άλλος, ο υπερσυμπαγής νάνος UCD736, έχει μαύρη τρύπα που αντιστοιχεί στο 8% της συνολικής του μάζας. Για σύγκριση, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του δικού μας γαλαξία αντιστοιχεί σε κλάσμα του ενός τοις εκατό της μάζας του Γαλαξία.
Ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι το εύρημα για τον NGC 4486B: η μαύρη τρύπα δεν βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία, αλλά εκτός αυτού. Τα μοντέλα υποδεικνύουν ότι αυτό μπορεί να είναι κατάλοιπο μιας πρόσφατης συγχώνευσης, κατά την οποία το συγχωνευμένο αντικείμενο δέχθηκε ένα βαρυτικό «λάκτισμα» που το εκτόξευσε από το κέντρο. «Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι υπάρχει μεγάλη ποικιλία μαύρων τρυπών στους νάνους γαλαξίες», δήλωσε η Monica Valluri του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, επικεφαλής των μελετών.
Συνολικά, οι ανακαλύψεις αυτές σκιαγραφούν ένα σύμπαν πιο δυναμικό και πιο βίαιο από ό,τι φανταζόμασταν — όπου οι συγχωνεύσεις γαλαξιών και μαύρων τρυπών δεν είναι αφηρημένες θεωρητικές προβλέψεις, αλλά διαδικασίες που μπορούμε πλέον να παρακολουθούμε να εκτυλίσσονται μπροστά μας.
