Cele mai „înfometate” găuri negre din Univers rămân fără „hrană”, arată un nou studiu

Timp de ani de zile, astronomii au fost nedumeriți de faptul că cele mai mari găuri negre din Univers cresc mult mai lent în ultimele 10 miliarde de ani. Un nou studiu oferă însă o posibilă explicație pentru acest mister: cele mai „înfometate” găuri negre nu mai au suficient „combustibil”.

Găurile negre supermasive au un apetit gravitațional uriaș, ceea ce le-a permis să ajungă la mase de milioane sau chiar miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui, într-un ritm surprinzător de rapid în primele miliarde de ani după Big Bang. Totuși, creșterea lor a încetinit considerabil după perioada numită „amiaza cosmică”, când Universul avea mai puțin de un sfert din vârsta actuală.

• O infecție neobișnuită a făcut-o pe o femeie să strănute viermi
• Test de cultură generală. Cât de des ar trebui spălați blugii?

Oamenii de știință s-au întrebat mult timp de ce se întâmplă acest lucru: există mai puține găuri negre care „se hrănesc” astăzi sau există un factor extern care le limitează creșterea? Concluzia noului studiu este simplă: există mai puțin gaz rece disponibil pentru cele mai „înfometate” găuri negre din Univers.

„Știam că găurile negre cresc mai lent, dar nu și de ce, iar explicația s-a dovedit a fi că fiecare gaură neagră consumă material mult mai încet, nu că ar exista mai puține sau ar fi mai mici”, a explicat Fan Zou.

Cum cresc găurile negre?

Înțelegerea modului în care cresc găurile negre este esențială, deoarece ele evoluează împreună cu galaxiile gazdă. Dimensiunea unei găuri negre supermasive este strâns legată de masa totală a stelelor și de mișcările acestora în regiunea centrală densă a galaxiei.

Pentru a urmări evoluția acestor procese de-a lungul timpului cosmic, cercetătorii au folosit date din nouă studii extragalactice, organizate într-un model de tip „tort de nuntă”: observații largi, dar superficiale, combinate cu observații foarte profunde pe regiuni mici. Datele provin de la unele dintre cele mai importante telescoape cu raze X, precum Chandra X-ray Observatory, XMM-Newton și eROSITA.

„Radiația X este probabil cel mai bun indicator al creșterii găurilor negre. Este emisă constant de găurile negre active, are un contrast ridicat față de lumina stelelor și poate pătrunde prin gaz și praf”, a explicat Zhibo Yu.

În total, echipa a analizat observații pe mai multe lungimi de undă pentru 1,3 milioane de galaxii și 8.000 de găuri negre supermasive active, pentru a înțelege de ce rata lor de creștere a scăzut atât de mult. Au fost testate trei ipoteze principale: dacă găurile negre consumă mai puțină materie, dacă sunt mai mici sau dacă sunt mai puține.

Rezultatul a fost clar: scăderea cantității de gaz rece disponibil, începând de acum aproximativ 10 miliarde de ani, este factorul dominant.

„Ceea ce m-a surprins cel mai mult este că am reușit să izolăm cauza principală, există într-adevăr un motiv dominant, nu un amestec complicat de factori”, a spus Zou, citat de Live Science.

Ce se va întâmpla cu cele mai „înfometate” găuri negre din Univers?

Această scădere este semnificativă: rata de creștere a găurilor negre a scăzut de aproximativ 22 de ori, potrivit lui Neil Brandt. Deși studiul nu explică ritmul extrem de rapid de creștere din Universul timpuriu, el acoperă cea mai mare parte a istoriei cosmice, aproximativ 75%.

Cercetările viitoare vor folosi seturi de date și mai extinse, inclusiv observații suplimentare în raze X și pe mai multe lungimi de undă, pentru a descoperi populații și mai mari de găuri negre, inclusiv unele foarte vechi sau ascunse în nori denși de gaz și praf.

Concluzia generală este că epoca în care găurile negre creșteau rapid a apus. „Nu ne așteptăm ca multe găuri negre supermasive să mai apară sau să crească semnificativ în viitor. De fapt, am descoperit în 2024 că numărul lor era aproape stabilizat încă de acum 7 miliarde de ani și probabil va rămâne așa”, a spus Zou.

Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal.

Vă recomandăm să citiți și:

Fulgerele de pe Jupiter ar putea fi de până la 1 milion de ori mai puternice decât ale Pământului

Astronomii au detectat un ciripit bizar emis de o supernovă, dezvăluind legi ascunse ale fizicii

Zilele Pământului devin mai lungi, iar de vină ar fi chiar oamenii

Cine a fost Artemis? Faceți cunoștință cu zeița greacă care a inspirat întoarcerea NASA pe Lună!