Care au fost primele: găurile negre sau galaxiile?

Care au fost primele: găurile negre sau galaxiile? Găurile negre nu doar că au existat la începutul timpului, ci au născut și noi stele și au alimentat formarea galaxiilor, arată o nouă analiză a datelor Telescopului Spațial James Webb.

Care au fost primele: găurile negre sau galaxiile? Noile informații răstoarnă teoriile despre modul în care găurile negre modelează cosmosul, contestând înțelegerea clasică conform căreia ele s-au format după apariția primelor stele și galaxii. În schimb, găurile negre ar fi putut accelera semnificativ nașterea de stele în primele 50 de milioane de ani ale Universului, o perioadă efemeră în cei 13,8 miliarde de ani de istorie a acestuia.

• 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

„Știm că aceste găuri negre monstruoase există în centrul galaxiilor din apropierea Căii Lactee, dar surpriza acum este că ele au fost prezente și la începutul Universului, fiind aproape ca niște blocuri de construcție sau semințe pentru galaxiile timpurii”, a declarat autorul principal, Joseph Silk, profesor de fizică și astronomie la Universitatea Johns Hopkins (SUA) și la Institutul de Astrofizică, Paris, Universitatea Sorbona (Franța).

Găurile negre sau galaxiile? Care au fost primele?

„Ele au stimulat totul, ca niște amplificatoare gigantice ale formării de stele, ceea ce reprezintă o inversare completă a ceea ce credeam anterior, una atât de mare încât aceasta ar putea schimba complet înțelegerea noastră despre modul în care se formează galaxiile”, spune profesorul, citat de Eurek Alert.

Lucrarea a fost publicată în jurnalul Astrophysical Journal Letters.

Galaxiile îndepărtate din Universul foarte timpuriu, observate prin Telescopul Webb, par mult mai strălucitoare decât anticipaseră oamenii de știință și arată un număr neobișnuit de mare de stele tinere și de găuri negre supermasive, a spus Silk.

Credința convențională susține că găurile negre s-au format după prăbușirea stelelor supermasive și că galaxiile s-au format după ce primele stele au luminat întunecatul Univers timpuriu. Dar analiza echipei lui Silk sugerează că găurile negre și galaxiile au coexistat și și-au influențat reciproc soarta în primele 100 de milioane de ani. Dacă întreaga istorie a Universului ar fi un calendar de 12 luni, acei ani ar fi ca primele zile ale lunii ianuarie, a spus Silk.

„Noi susținem că fluxurile de ieșire ale găurilor negre au zdrobit norii de gaz, transformându-i în stele și accelerând în mod semnificativ rata de formare a stelelor. Altfel este foarte greu să înțelegem de unde au apărut aceste galaxii strălucitoare, deoarece în mod obișnuit ele sunt mai mici în Universul timpuriu. De ce ar produce stele atât de rapid?”, a spus Silk.

Găurile negre au contribuit la formarea de stele

Găurile negre sunt regiuni în spațiu unde gravitația este atât de puternică încât nimic nu poate scăpa de atracția lor, nici măcar lumina. Datorită acestei forțe, ele generează câmpuri magnetice puternice care provoacă furtuni violente, ejectând plasmă turbulentă și acționând în cele din urmă ca niște acceleratoare de particule uriașe, a explicat Silk. Acest proces, spune el, este probabil motivul pentru care detectoarele Telescopului Webb au observat mai multe dintre aceste găuri negre și galaxii strălucitoare decât anticipaseră oamenii de știință.

„Nu putem vedea aceste vânturi sau jeturi violente de foarte departe, dar știm că trebuie să fie prezente deoarece vedem multe găuri negre la începutul Universului. Aceste vânturi enorme provenind de la găurile negre zdrobesc norii de gaz din apropiere și îi transformă în stele. Acesta este elementul lipsă care explică de ce aceste prime galaxii sunt mult mai strălucitoare decât ne așteptam”, a explicat Silk.

Echipa lui Silk prezice că Universul tânăr a avut două faze. În prima fază, fluxurile de ieșire rapide ale găurilor negre au accelerat formarea stelelor și apoi, într-o a doua fază, aceste fluxuri au încetinit.

Răspunsul la întrebarea „care au fost primele, găurile negre sau galaxiile?” completează o parte din istoria Universului

La câteva sute de milioane de ani după Big Bang, norii de gaz s-au prăbușit din cauza furtunilor magnetice ale găurilor negre supermasive, iar stelele noi s-au născut cu o rată mult mai mare decât cea observată cu miliarde de ani mai târziu în galaxiile normale, a spus Silk. Crearea de stele a încetinit pentru că aceste fluxuri puternice au trecut într-o stare de conservare a energiei, reducând gazul disponibil pentru a forma stele în galaxii.

„Credeam că, la început, galaxiile s-au format atunci când s-a prăbușit un nor de gaz imens. Surpriza mare este că a existat o sămânță în mijlocul acelui nor, o gaură neagră mare, care a ajutat să transforme rapid partea interioară a norului în stele cu o rată mult mai mare decât ne-am fi așteptat vreodată. Și astfel, primele galaxii sunt incredibil de strălucitoare”, a explicat Silk.

Echipa se așteaptă ca viitoarele observații ale Telescopului Webb, cu numărări mai precise ale stelelor și ale găurilor negre supermasive din Universul timpuriu, să confirme calculele lor. Silk se așteaptă ca aceste observații să-i ajute pe oamenii de știință și să adune mai multe indicii despre evoluția Universului.

„Marea întrebare este: care au fost începuturile noastre? Soarele este o stea într-una dintre cele 100 de miliarde de galaxii ale Căii Lactee și există și o gaură neagră masivă în mijloc, de asemenea. Care este conexiunea dintre cele două? Într-un an vom avea date mult mai bune și multe dintre întrebările noastre vor începe să primească răspunsuri”, a spus el.

Vă recomandăm să citiți și:

Ultimele fotografii făcute de sonda Japoniei pe Lună înainte să intre în hibernare

Sursa razelor cosmice care bombardează Pământul, în sfârșit aflată

Roverul Perseverance ar fi găsit deja viață pe Marte

Test de cultură generală. Câte grade sunt în spațiu?