Cercetătorii au descoperit că găurile negre s-au oprit din creștere

Găurile negre sunt obiecte astronomice remarcabile, cu o gravitație atât de puternică încât nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa de ele. Cele mai mari dintre acestea, cunoscute sub numele de găuri negre supermasive, pot avea mase de milioane sau chiar miliarde de ori mai mari decât masa Soarelui. Dar cum ajung acestea atât de mari și de ce creșterea găurilor negre încetinește?

Acești giganți se găsesc, de obicei, în centrul galaxiilor. Galaxia noastră, Calea Lactee, conține și ea o gaură neagră supermasivă în inima sa. Dar cum devine o gaură neagră supermasivă?

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

Pentru a răspunde la această întrebare, o echipă de astrofizicieni a analizat evoluția Universului de-a lungul celor 13,8 miliarde de ani de existență pentru a urmări cum au crescut găurile negre supermasive de la începuturile lor până în prezent.

Cercetătorii au construit un model al istoriei generale avută de creșterea găurilor negre supermasive pe o perioadă de 12 miliarde de ani.

Cum se produce creșterea găurilor negre supermasive?

Găurile negre supermasive cresc în principal în două moduri: prin consumul de gaz din galaxiile gazdă, un proces numit acreție, și prin fuziuni, atunci când două galaxii se ciocnesc.

Când găurile negre supermasive consumă gaz, ele emit aproape întotdeauna raze X puternice, un tip de lumină de energie înaltă invizibilă pentru ochiul liber. Aceste raze X, folosite și de astronomi, au energii mai scăzute decât cele folosite în domeniul medical.

Lumina nu vine strict din găurile negre în sine, ci din gazul aflat în imediata apropiere. Când gazul este atras spre o gaură neagră, acesta se încălzește și emite lumină, cum ar fi raze X. Cu cât o gaură neagră supermasivă consumă mai mult gaz, cu atât produce mai multe raze X.

Observații și Simulări

Datorită datelor acumulate în peste 20 de ani de la trei dintre cele mai puternice instalații de raze X lansate vreodată în spațiu, Chandra, XMM-Newton și eROSITA, astronomii pot capta raze X de la un număr mare de găuri negre supermasive aflate în acreție în Univers.

Aceste date îi permit echipei să estimeze creșterea găurilor negre supermasive prin consumul de gaz. În medie, o gaură neagră supermasivă poate consuma suficient gaz pentru a ajunge la masa Soarelui în fiecare an, valoarea exactă variind în funcție de diferiți factori, scrie Live Science.

Pe lângă hrănirea cu gaz, găurile negre supermasive pot crește și prin fuziuni, formând o singură gaură neagră mai masivă atunci când galaxiile se ciocnesc.

Simulările cosmologice pe supercomputere pot prezice cât de des au loc aceste evenimente. Aceste simulări încearcă să modeleze cum crește și evoluează Universul în timp. Galaxiile care zboară prin spațiu sunt ca un fel de cărămizi care construiesc Universul.

Simulările arată că galaxiile și găurile negre supermasive pe care le găzduiesc pot trece prin multiple fuziuni de-a lungul istoriei cosmice.

Creșterea găurilor negre de-a lungul timpului

Echipa de oameni de știință a urmărit aceste două canale de creștere, consumul de gaz și fuziunile, folosind raze X și simulări pe supercomputere și le-a combinat pentru a construi o istorie generală de creștere, care urmărește evoluția găurilor negre în Univers pe parcursul a miliarde de ani.

Cercetătorii au descoperit că găurile negre supermasive au crescut mult mai rapid cu miliarde de ani în urmă, când Universul era mai tânăr. În acele vremuri, Universul conținea mai mult gaz pe care găurile negre îl puteau consuma, astfel acestea continuau să apară. Pe măsură ce Universul a îmbătrânit, gazul a fost treptat epuizat, iar creșterea găurilor negre supermasive a încetinit. Acum aproximativ 8 miliarde de ani, numărul găurilor negre supermasive s-a stabilizat și nu a crescut substanțial de atunci.

Această cercetare ne ajută să înțelegem cum peste 90% din masa găurilor negre a fost acumulată în ultimele 12 miliarde de ani. Cu toate acestea, încă trebuie să investigăm cum au crescut acestea în Universul foarte timpuriu pentru a explica restul câtorva procente din masa găurilor negre. Comunitatea astronomică începe să facă progrese în explorarea acestor găuri negre supermasive timpurii și speră să găsească mai multe răspunsuri în curând.

Vă recomandăm să citiți și:

Am putea lansa resurse de pe Lună folosind tunuri electromagnetice?

Telescopul Webb a observat o gaură neagră cu o masă inexplicabil de mare

„Particulele-fantomă” ar putea fi secretul din spatele celor mai grele elemente din Univers

Ce s-a întâmplat cu sonda de aselenizare Chang’e 6 pe partea îndepărtată a Lunii?