Οι μελανές οπές με μάζα εντός της «απαγορευμένης ζώνης» έχουν προέλθει από συγχώνευση μελανών και όχι απευθείας από «αστρικό θάνατο»

Οι μελανές οπές που έχουν προκύψει από «αστρικό θάνατο» άστρων με επαρκή μάζα (~70-250 ηλιακές μάζες), έχουν μια ιδιομορφία όσο αφορά τη μάζα τους. Οι παρατηρήσεις που έχουμε, δείχνουν ότι αυτές οι μελανές οπές αστρικής προέλευσης έχουν μάζες που είτε είναι μικρότερες από ~50 ηλιακές μάζες είτε μεγαλύτερες από ~130 ηλιακές μάζες. Επομένως, φαίνεται να υπάρχει μια «απαγορευμένη ζώνη» ~50-130 ηλιακών μαζών για τις «αστρικής προέλευσης μελανές οπές».

 

Μια θεωρητική εξήγηση που έχει δοθεί για αυτό το άνω όριο, είναι ότι τα άστρα με αρκετά μεγάλη μάζα (70-250 ηλιακές μάζες), αντί για απευθείας βαρυτική κατάρρευση προς μια μελανή οπή, διέρχονται μέσα από μια άλλη διαδικασία που ονομάζεται «υπερκαινοφανής αστάθειας ζεύγους» (Pair-Instability SuperNova ή PISN). 

 

Σε αυτήν, η πολύ μεγάλη μάζα των άστρων οδηγεί σε θερμοκρασίες στον πυρήνα τους που τα φωτόνια (ακτίνες γ εν προκειμένω) μετασχηματίζονται σε ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων («δίδυμη γένεση»). Αυτή η διαδικασία μειώνει δραστικά τον αριθμό των φωτονίων και τη συνεπαγόμενη πίεση ακτινοβολίας του πυρήνα που, μέχρι τότε «αντιστεκόταν» αποτελεσματικά στη βαρυτική πίεση των υπερκείμενων στρωμάτων του άστρου. Αυτά τα στρώματα συμπιέζουν περαιτέρω τον πυρήνα οδηγώντας σε εκρηκτική παραγωγή ενέργειας μέσω θερμοπυρηνικής σύντηξης βαρύτερων στοιχείων και τελικά σε μια έκρηξη, ισχυρότερη από τις τυπικές εκρήξεις υπερκαινοφανών, η οποία δεν αφήνει μελανή οπή ή άλλα τυπικά αστρικά υπολείμματα πίσω της (όπως π.χ. τον πυρήνα του άστρου). Ολόκληρο το άστρο διαλύεται από την έκρηξη αυτού του είδους.

 

Αν και υφίσταται η παραπάνω θεωρητική εξήγηση, δεν υπήρχαν κάποιες παρατηρησιακές αποδείξεις για αυτήν. Ωστόσο, την 1/4, στο επιστημονικό περιοδικό “Nature”, παρουσιάζονται έμμεσα τέτοιες μέσω της αστρονομίας βαρυτικών κυμάτων. Οι μελανές οπές που ανιχνεύονται με μάζες εντός της «απαγορευμένης ζώνης» έχουν προέλθει από συγχώνευση μελανών οπών μικρότερης μάζας αλλά όχι απευθείας από «αστρικό θάνατο».

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s41586-026-10359-0

 

Πολλά περισσότερα, αναλυτικά για τις μαύρες τρύπες, όπως και για πολλά άλλα πολύ ενδιαφέροντα θέματα, θα βρείτε στον τόμο ΙΙ του μεγάλου επιστημονικού έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!