Astronomii au realizat prima detecție a unei găuri negre secundare supermasive într-un sistem binar

Găuri negre supermasive care cântăresc de câteva miliarde de ori masa Soarelui nostru sunt prezente în centrul galaxiilor active. Astronomii le observă sub forma unor nuclee galactice luminoase, unde gaura neagră supermasivă a galaxiei devorează materia dintr-un vârtej violent numit disc de acreție.

O parte a materiei „este stoarsă” într-un jet puternic. Acest proces face ca nucleul galactic să strălucească puternic în întregul spectru electromagnetic.

• Criza științei americane: Măsurile drastice ale administrației Trump și interferența politică pun în pericol viitorul cercetării
• Astronomii au obsevat pentru prima dată „semințele” din care iau naștere planetele

Într-un studiu recent, astronomii au descoperit dovezi ale existenței a două găuri negre supermasive care se învârt una în jurul celeilalte, prin intermediul semnalelor provenite din jeturile asociate cu acreția de materie în ambele găuri negre.

Galaxia, sau quasarul, așa cum este denumită din punct de vedere tehnic, se numește OJ287 și este studiat drept un sistem binar de găuri negre.

Pe cer, găurile negre sunt atât de apropiate încât se contopesc într-un singur punct. Faptul că acest punct este format de fapt din două găuri negre devine evident prin detectarea faptului că emite două tipuri diferite de semnale.

Găuri negre supermasive care cântăresc de câteva miliarde de ori masa Soarelui

Galaxia activă OJ 287 se află în direcția constelației Racul, la o distanță de aproximativ 5 miliarde de ani-lumină și a fost observată de astronomi încă din 1888.

În urmă cu mai bine de 40 de ani, astronomul Aimo Sillanpää de la Universitatea din Turku, Finlanda și colegii săi au observat că există un model proeminent în emisia sa, care are două cicluri, unul de aproximativ 12 ani și celălalt de aproximativ 55 de ani, scrie EurekAlert.

Aceștia au sugerat că cele două cicluri rezultă din mișcarea orbitală a două găuri negre una în jurul celeilalte. Ciclul cel mai scurt este ciclul orbital, iar cel mai lung rezultă dintr-o evoluție lentă a orientării orbitei.

Mișcarea orbitală este evidențiată de o serie de erupții care apar atunci când gaura neagră secundară plonjează în mod regulat prin discul de acreție al găurii negre primare cu viteze cu o fracțiune mai mici decât viteza luminii. Acest plonjon al găurii negre secundare încălzește materialul discului, iar gazul fierbinte este eliberat sub formă de bule în expansiune.

O erupție care a produs de 100 de ori mai multă lumină decât o întreagă galaxie

Aceste bule fierbinți au nevoie de luni de zile pentru a se răci, în timp ce radiază și provoacă o explozie de lumină ce durează aproximativ două săptămâni și este mai strălucitoare decât un trilion de stele.

După zeci de ani de eforturi de estimare a momentului în care gaura neagră secundară plonjează prin discul de acreție, astronomii de la Universitatea din Turku, Finlanda, conduși de Mauri Valtonen și colaboratorul său Achamveedu Gopakumar de la Institutul Tata de Cercetare Fundamentală din Mumbai, India, și alții au reușit să modeleze orbita și să prezică când vor avea loc aceste explozii.

Campaniile de observare reușite din 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 și 2019 au permis echipei să observe erupțiile prezise și să confirme prezența unei perechi de găuri negre supermasive în OJ 287. În ciuda acestor eforturi, astronomii nu reușiseră să observe un semnal direct de la gaura neagră mai mică. Înainte de 2021, existența acesteia fusese dedusă doar indirect din erupții și din modul în care aceasta face să se clatine jetul găurii negre mai mari.

Gaura neagră mai mică a fost observată direct pentru prima dată

Campaniile de observare din 2021/2022 pe OJ 287, folosind un număr mare de telescoape de diferite tipuri, au permis cercetătorilor să obțină pentru prima dată observații ale găurii negre secundare care plonjează prin discul de acreție, precum și semnalele provenite chiar de la gaura neagră mai mică.

Cu toate acestea, au existat două mari surprize – noi tipuri de erupții care nu au mai fost detectate până acum.

Primul dintre ele a fost observat doar printr-o campanie de observare detaliată de către Staszek Zola de la Universitatea Jagielloniană din Cracovia, Polonia. Zola și echipa sa au observat o erupție de mari dimensiuni, care a produs de 100 de ori mai multă lumină decât o întreagă galaxie, și care a durat doar o zi.

Datele au fost publicate în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O gaură neagră „devoratoare” de stele, descoperită de astronomi, este cea mai apropiată de Pământ

Care este cea mai mare gaură neagră din Univers?

Telescopul Hubble a surprins o gaură neagră scăpată de sub control

Un obiect misterios este distrus de gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee