Descoperire spectaculoasă despre găurile negre. Cum sfâșie mii de stele pentru a-și alimenta creșterea?

În unele dintre cele mai aglomerate părți ale Universului, găurile negre ar putea sfâșia mii de stele pentru a le consuma materia. Această descoperire, făcută cu ajutorul Observatorului Chandra X-ray al NASA, ar putea ajuta la găsirea de răspunsuri la întrebări cheie despre găurile negre.

În timp ce astronomii au găsit anterior multe exemple de găuri negre care sfâșie stele, au fost observate puține dovezi de distrugere la o scară atât de mare.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Acest tip ar putea explica modul în care găurile negre de mărime medie sunt create prin creșterea unei găuri negre mult mai mici.

Astronomii au realizat studii detaliate asupra a două clase distincte de găuri negre. Varietatea mai mică sunt găurile negre de „masă stelară” care cântăresc de obicei de 5 până la 30 de ori masa Soarelui.

„Zeci de mii de stele pot fi consumate în timpul creșterii găurilor negre”

La celălalt capăt al spectrului se află găurile negre supermasive care trăiesc în mijlocul celor mai multe galaxii mari, cântărind milioane sau chiar miliarde de mase solare. În ultimii ani, au apărut, de asemenea, dovezi că există o clasă intermediară numită găuri negre de masă intermediară.

Cel mai recent studiu, care utilizează date Chandra ale unor roiuri dense de stele din centrul a 108 galaxii, oferă dovezi despre locul în care s-ar putea forma aceste găuri negre de mărime medie și despre modul în care acestea cresc.

„Atunci când stelele sunt atât de apropiate unele de altele, așa cum sunt în aceste roiuri extrem de dense, oferă un teren de reproducere viabil pentru găurile negre de masă intermediară”, a declarat Vivienne Baldassare de la Washington State University, care a condus studiul, publicat în arXiv.

Cum pot crește rapid găurile negre?

Lucrările teoretice ale echipei implică faptul că, dacă densitatea stelelor dintr-un roi este peste o valoare de prag, o gaură neagră cu masă stelară din centrul roiului va cunoaște o creștere rapidă, deoarece trage, sfărâmă și înghite stelele aflate în imediata apropiere.

Dintre clusterele din noul studiu Chandra, cele cu o densitate peste acest prag aveau de aproximativ două ori mai multe șanse de a conține o gaură neagră în creștere decât cele aflate sub pragul de densitate. Pragul de densitate depinde, de asemenea, de cât de repede se mișcă stelele din roiuri.

„Acesta este unul dintre cele mai spectaculoase exemple pe care le-am văzut despre natura găurilor negre, deoarece mii sau zeci de mii de stele pot fi consumate în timpul creșterii lor”, a declarat Nicholas C. Stone, co-autor la Universitatea Ebraică din Ierusalim. „Creșterea frenetică începe să încetinească doar atunci când rezerva de stele începe să se epuizeze”.

„Una dintre cele mai spectaculoase observații despre natura găurilor negre”

Printre alte moduri în care oamenii de știință au considerat că s-ar putea forma găurile negre masive din centrul galaxiilor se numără colapsul unui nor gigantic de gaz și praf sau colapsul unor stele supradimensionate direct într-o gaură neagră de dimensiuni medii.

Ambele idei necesită condiții despre care oamenii de știință cred că au existat doar în primele câteva sute de milioane de ani după Big Bang.

Procesul sugerat de cel mai recent studiu Chandra poate avea loc în orice moment din istoria Universului, ceea ce implică faptul că găurile negre de masă intermediară se pot forma la miliarde de ani după Big Bang, până în prezent.

Creșterea găurilor negre în grupuri dense de stele ar putea explica, de asemenea, detectarea de către Observatorul de unde gravitaționale Laser Interferometru (LIGO) a unor găuri negre cu mase cuprinse între aproximativ 50 și 100 de ori mai mari decât cea a Soarelui. Astfel de găuri negre nu sunt prevăzute de majoritatea modelelor de colaps al stelelor masive, scrie Phys.org.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Astronomii „au luat pulsul” unei găuri negre care cântărește de 12 ori mai mult decât Soarele

Două găuri negre supermasive se îndreaptă spre o coliziune care va zgudui structura spațiu-timp

Câte găuri negre există în Univers? Numărul cuprinde nu mai puțin de 19 zerouri

Astronomii au descoperit cea mai apropiată pereche de găuri negre supermasive găsită vreodată