O strălucire puternică dintr-o galaxie îndepărtată ar putea schimba tot ce știm despre găurile negre

Un eveniment ciudat are loc în galaxia 1ES 1927+654. La sfârșitul anului 2017, gaura neagră supermasivă care se află în inima acestei galaxii a suferit o criză de identitate.

Pe parcursul a câteva luni, obiectul strălucitor, care este atât de luminos încât aparține unei clase de găuri negre cunoscute sub numele de nuclee galactice active (AGN), a strălucit brusc de aproape 100 de ori mai mult decât în mod normal în lumina vizibilă.

• 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

Acum, o echipă internațională de astrofizicieni, inclusiv oameni de știință de la CU Boulder, ar fi identificat cauza acestei schimbări. Liniile câmpului magnetic care trec prin gaura neagră par să se fi întors cu susul în jos, provocând o schimbare rapidă, dar de scurtă durată, a proprietăților obiectului.

Descoperirile, publicate în The Astrophysical Journal, ar putea schimba modul în care oamenii de știință privesc găurile negre supermasive, a declarat co-autorul studiului, Nicolas Scepi.

„În mod normal, ne-am aștepta ca găurile negre să evolueze în milioane de ani”, a declarat Scepi, cercetător postdoctoral la JILA, un institut de cercetare comun între CU Boulder și Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST).

De ce este gaura neagră atât de neobișnuită?

„Aceste obiecte, pe care noi le numim AGN cu aspect schimbător, evoluează pe scări de timp foarte scurte. Câmpurile lor magnetice pot fi cheia pentru a înțelege această evoluție rapidă”.

Scepi, alături de Mitchell Begelman și Jason Dexter, bursieri JILA, a teoretizat pentru prima dată că o astfel de răsturnare magnetică ar putea fi posibilă în 2021.

În noul studiu, o echipă condusă de Sibasish Laha de la Centrul Goddard Space Flight Center al NASA a colectat cele mai cuprinzătoare date de până acum despre acest obiect îndepărtat. Grupul s-a bazat pe observații de la șapte rețele de telescoape de la sol și din spațiu, urmărind fluxul de radiații de la 1ES 1927+654, pe măsură ce AGN a strălucit și apoi s-a diminuat din nou.

Observațiile sugerează că, de fapt, câmpurile magnetice ale găurilor negre supermasive ar putea fi mult mai dinamice decât credeau cercetătorii. Și, a remarcat Begelman, probabil că acest AGN nu este singurul.

Begelman a explicat că AGN-urile sunt născute din unele dintre cele mai extreme fizici din Universul cunoscut.

Acești monștri apar atunci când găurile negre supermasive încep să atragă cantități uriașe de gaz din galaxiile din jurul lor.

Câmpul magnetic, cheia în elucidarea misterului

Asemenea apei care se învârte în jurul unui canal de scurgere, acest material se va roti din ce în ce mai repede cu cât se apropie mai mult de gaura neagră, formând un „disc de acreție” luminos care generează radiații intense și variate pe care oamenii de știință le pot observa de la miliarde de ani lumină distanță.

Aceste discuri de acreție dau naștere, de asemenea, unei caracteristici curioase. Ele generează câmpuri magnetice puternice care se înfășoară în jurul găurii negre centrale și, la fel ca și câmpul magnetic al Pământului, se îndreaptă într-o direcție distinctă.

Până în mai 2018, creșterea de energie a acestui obiect a atins un vârf, ejectând mai multă lumină vizibilă, dar și de multe ori mai multă radiație ultravioletă decât de obicei. Cam în același timp, emisiile de radiații cu raze X ale AGN au început să se diminueze.

„În mod normal, dacă ultravioletele cresc, cresc și razele X”, a spus Scepi. „Dar aici, ultravioletul a crescut, în timp ce razele X au scăzut foarte mult. Acest lucru este foarte neobișnuit”.

„Nu știm prea multe despre ele”

Begelman a explicat că aceste trăsături atrag în mod constant gaz din spațiul exterior, iar o parte din acest gaz poartă și câmpuri magnetice. Dacă AGN-ul atrage câmpuri magnetice care indică o direcție opusă față de a sa – de exemplu, indică spre sud, în loc de nord – atunci propriul său câmp va slăbi.

În cazul acestui AGN, echipa de la JILA a emis o teorie conform căreia câmpul magnetic al găurii negre a devenit atât de slab încât s-a răsturnat cu susul în jos.

În noul studiu, cercetătorii conduși de NASA și-au propus să colecteze cât mai multe observații cu putință despre 1ES 1927+654.

Neconcordanța dintre radiațiile ultraviolete și cele cu raze X s-a dovedit a fi arma de foc. Astrofizicienii suspectează că o slăbire a câmpului magnetic ar putea provoca o astfel de schimbare în fizica unui AGN – deplasând discul de acreție al găurii negre astfel încât să ejecteze mai multă lumină ultravioletă și vizibilă și, în mod paradoxal, mai puține radiații cu raze X. Nicio altă teorie nu ar putea explica ceea ce au observat cercetătorii.

Aceste informații ar putea ajuta oamenii de știință să știe exact ce fel de semnale ar trebui să caute pentru a găsi mai multe AGN-uri ciudate pe cerul nopții.

„Poate că există unele evenimente similare care au fost deja observate, doar că noi nu știm prea multe despre ele”, a concluzionat Scepi, potrivit Phys.org.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O gaură neagră supermasivă a creat bule uriașe în jurul galaxiei noastre

Cum alimentează câmpurile magnetice o gaură neagră supermasivă?

O gaură neagră bizară ar putea schimba modul în care înțelegem cum se formează acestea

„Gaura neagră” cea mai apropiată de Pământ nu este ceea ce ne-am așteptat să fie