Doua telescoape puternice NASA au detectat cea mai veche si mai indepartata gaura neagra gasita vreodata. Datele capturate prin intermediul razelor X energetice de Observatorul Chandra X-ray si Telescopul Spatial James Webb i-au ajutat pe astronomi sa identifice semnatura unei gauri negre in crestere in universul timpuriu la doar 470 de milioane de ani dupa Big Bang, care a avut loc acum 13,8 miliarde de ani.
Descoperirea, descrisa intr-un studiu publicat luni in revista Nature Astronomy, ii poate ajuta pe astronomi sa puna la punct modul in care unele dintre primele gauri negre supermasive s-au format in cosmos.
„Aveam nevoie de Webb pentru a gasi aceasta galaxie remarcabil de indepartata si de Chandra pentru a-si gasi gaura neagra supermasiva”, a spus autorul principal al studiului, Akos Bogdan, intr-un comunicat. „Am profitat si de o lupa cosmica care a marit cantitatea de lumina pe care am detectat-o.” Bogdan este astrofizician la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizica din Cambridge, Massachusetts.
El se referea la un efect numit lentila gravitationala, care apare atunci cand obiectele mai apropiate – in acest caz un cluster galactic – actioneaza ca o lupa pentru obiecte indepartate. Gravitatia, in esenta, deformeaza si amplifica lumina galaxiilor indepartate in fundalul a ceea ce face marirea, permitand observarea caracteristicilor ceresti altfel invizibile.
Astronomii au detectat gaura neagra dintr-o galaxie numita UHZ1. La prima vedere, galaxia a aparut in aceeasi directie cu un grup de galaxii cunoscut sub numele de Abell 2744, care se afla la aproximativ 3,5 miliarde de ani lumina de Pamant. Dar datele culese de telescopul Webb au aratat ca UHZ1 este de fapt mult mai departe si situat dincolo de cluster, la 13,2 miliarde de ani lumina de Pamant.
Un an-lumina, echivalent cu 5,88 trilioane de mile, este cat de departe parcurge un fascicul de lumina intr-un an. Avand in vedere distanta dintre Pamant si obiectele din primele zile ale universului, atunci cand telescoape precum Webb observa aceasta lumina, este efectiv ca si cum ar fi privit in trecut.
Echipa a folosit Observatorul Chandra pentru a detecta gaz supraincalzit care elibereaza raze X in UHZ1, semnul indicator al unei gauri negre supermasive care creste in dimensiune.
Detectarea a fost posibila de grupul de galaxii Abell, care a intensificat lumina galaxiei UHZ1 si razele X eliberate de gaura neagra cu un factor de patru.
Decodificarea unui mister cosmic
Astronomii cred ca descoperirea ii va ajuta sa inteleaga mai bine cum au aparut gaurile negre supermasive si au atins masele lor monstruoase atat de curand dupa inceputul universului.
Cercetatorii vor sa stie daca obiectele ceresti uriase s-au format atunci cand norii masivi de gaz s-au prabusit sau daca au rezultat din exploziile primelor stele masive.
„Exista limite fizice cu privire la cat de repede pot creste gaurile negre odata ce s-au format, dar cele care se nasc mai masive au un avans. Este ca si cum ai planta un puiet, care necesita mai putin timp pentru a creste intr-un copac de marime normala decat daca ai incepe doar cu o samanta”, a spus Andy Goulding, cercetator in stiinte astrofizice la Universitatea Princeton din New Jersey.
El este coautor al lucrarii Nature Astronomy si autor principal al unei alte lucrari despre galaxia UHZ1 publicata in septembrie in The Astrophysical Journal Letters.
Echipa care a raportat rezultatele sale in lucrarea Nature Astronomy a descoperit ca masa gaurii negre indepartate este similara cu intreaga masa a tuturor stelelor din galaxia care o gazduieste. Masa se incadreaza undeva intre cea de 10 milioane si 100 de milioane de sori, judecand dupa luminozitatea si energia razelor X emise de aceasta, au spus cercetatorii.
Teoria potentiala a gaurii negre
De obicei, gaurile negre situate in centrul galaxiilor au doar aproximativ 0,1% din masa stelelor din galaxia lor gazda.
Gaura neagra neobisnuita ar putea fi o „gaura neagra extraordinara” care s-a format atunci cand un nor imens de gaz s-a prabusit, asa cum a teoretizat in 2017 de Priyamvada Natarajan, coautor al ambelor studii si profesor de astronomie si profesor Joseph S. si Sophia S. Fruton. de fizica la Universitatea Yale din New Haven, Connecticut.
„Credem ca aceasta este prima detectare a unei „gauri negre de dimensiuni mari” si cea mai buna dovada obtinuta pana acum ca unele gauri negre se formeaza din nori masivi de gaz”, a spus Natarajan. „Pentru prima data vedem o etapa scurta in care o gaura neagra supermasiva cantareste aproximativ la fel de mult ca stelele din galaxia sa, inainte de a ramane in urma.”
