Telescopul cu raze X Chandra a descoperit că găurile negre „suflă în mâncare”

Oricine a experimentat durerea arzătoare cauzată de o înghițitură de cafea fierbinte sau de o mușcătură dintr-o plăcintă proaspăt coaptă știe cât de important este să sufli în mâncare înainte de a o consuma. Se pare că și găurile negre „suflă în mâncare”, „suflând” asupra materiei încinse înainte să „o devoreze”.

Găurile negre „suflă în mâncare”. Acest mecanism de „răcire” a materiei absorbite de găurile negre supermasive a fost descoperit de astronomi folosind telescopul cu raze X Chandra al NASA și Telescopul Foarte Mare (VLT). Ei au studiat unele dintre cele mai masive găuri negre din Univers, aflate în centrele a șapte roiuri de galaxii.

• A fost descoperită o legătură surprinzătoare între furtunile solare și cutremure
• Oamenii de știință programează bacterii pentru a devora tumorile canceroase

Echipa a observat că, atunci când jeturile de materie emise de găurile negre supermasive lovesc gazul fierbinte dintre galaxiile din roiuri, cunoscut sub numele de „mediu intraclustic” (ICM), ele creează cavități uriașe.

Această interacțiune favorizează formarea unor structuri complexe de filamente din gaz ionizat fierbinte și gaz mai rece. Ulterior, gazul mai rece cade spre centrul roiului galactic, alimentând gaura neagră supermasivă și declanșând noi explozii de materie.

Descoperirile echipei au fost publicate în jurnalul Nature Astronomy.

De ce găurile negre „suflă în mâncare”?

Găurile negre supermasive sunt coloși cosmici care tronează în centrul fiecărei galaxii mari. Unele dintre ele, precum Sagittarius A* (Sgr A*), gaura neagră centrală a Căii Lactee, sunt relativ inactive. Însă altele, cum este cazul celebrei găuri negre din galaxia Messier 87 (M87), prima gaură neagră fotografiată vreodată, sunt extrem de active, lansând jeturi de materie la viteze apropiate de cea a luminii.

Deși Sgr A* are o masă de 4,3 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui, iar M87* are o masă de 6,5 miliarde de ori mai mare, diferența de comportament dintre ele nu este dată doar de masă. Secretul stă în cantitatea de materie pe care o consumă: gaura neagră din M87 se hrănește în mod constant, în timp ce Sgr A* primește atât de puțină materie încât ar echivala, la scară umană, cu a mânca un singur bob de orez la un milion de ani.

Atunci când o gaură neagră este înconjurată de un nor dens de gaz și praf, acesta formează un disc de acreție, adică un inel rotativ de materie care se învârte în jurul găurii negre. O parte din această materie este absorbită, iar restul este canalizat spre polii găurii negre de câmpurile sale magnetice, fiind expulzat sub formă de jeturi puternice de particule. Această regiune activă poartă numele de nucleu galactic activ (Active Galactic Nucleus – AGN), iar jeturile rezultate sunt cunoscute drept „feedback AGN”, scrie Space.com.

Cum modelează Universul găurile negre?

Cercetătorii nu s-au concentrat doar pe găuri negre precum cele din centrul Căii Lactee sau al galaxiei M87, ci au analizat și unele dintre cele mai masive găuri negre din Univers, cu mase de zeci de miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui. Acestea, aflate în centrele roiurilor de galaxii, emit de asemenea jeturi puternice de materie care influențează gazul și praful din jur.

De exemplu, roiul Perseus (Abell 426), una dintre cele mai mari structuri cosmice, situată la aproximativ 240 de milioane de ani-lumină distanță, arată cum acest roi galactic este învăluit într-un nor vast de gaz fierbinte. O altă imagine surprinde roiul Centaurus (A3526), aflat la circa 170 de milioane de ani-lumină, unde sute de galaxii sunt înconjurate de filamente de gaz mai rece.

Aceste observații susțin teoria conform căreia exploziile de materie emise de găurile negre pot răci gazul fierbinte din jur, formând filamente de gaz relativ rece. Aceste filamente, la rândul lor, cad spre centrul roiului, alimentând discul de acreție și declanșând noi jeturi de materie, într-un ciclu continuu.

Găurile negre „suflă în mâncare” pentru a o răci

Cercetătorii au descoperit o corelație între luminozitatea filamentelor de gaz fierbinte și cea a gazului mai rece. Această conexiune oferă primele dovezi clare că procesul de „răcire” declanșat de găurile negre este real.

Interesant este că această interacțiune amintește de ceea ce se observă în așa-numitele „galaxii meduză”, galaxii care își pierd gazul în timp ce se deplasează prin nori denși de materie intergalactică, lăsând în urmă cozi lungi de gaz.

Descoperirile au implicații care depășesc mecanismele de hrănire ale găurilor negre. Filamentele de gaz rece au un rol esențial în formarea stelelor, ceea ce înseamnă că aceste procese sunt esențiale nu doar pentru creșterea găurilor negre supermasive, ci și pentru evoluția galaxiilor în sine.

Această cercetare a fost posibilă datorită unei tehnici inovatoare aplicate datelor de la telescopul Chandra, care a permis distingerea filamentelor de gaz fierbinte de alte structuri, inclusiv cavitățile uriașe create de jeturile găurilor negre.

Vă recomandăm să citiți și:

Telescopul James Webb a surprins imagini „de vis” cu praful interstelar

Cu ochii pe spațiu, Donald Trump și Elon Musk au planuri mari

Este Pământul singura planetă din Sistemul Solar cu plăci tectonice?

Test de cultură generală. Care este cea mai apropiată planetă de Pământ?