Un cercetător a izbucnit în lacrimi după ce a făcut în junglă o descoperire pe care o aștepta de 13 ani
Publicat acum 9 ore si 59 minute
Fizicienii au analizat cea mai mare și mai îndepărtată erupție (flare) depistată până în prezent, provenind de la o gaură neagră supermasivă. Denumită „Superman”, erupția s-a declanșat la 10 miliarde de ani-lumină de Terra, iar la punctul maxim atins, lumina emisă a strălucit cu o intensitate aproximativă cu cea a 10 trilioane de sori, potrivit CNN.
Formațiunea responsabilă pentru declanșarea acestei lumini este un nucleu galactiv activ (AGN) — o porțiune luminoasă și concentrată, situată în mijlocul unei galaxii — hrănit de o gaură neagră supermasivă care se alimentează activ cu materie. Praful și gazul sunt atrase într-un disc circular în jurul singularității gravitaționale, iar cu cât materialul se rotește la o viteză mai mare, acesta se supraîncălzește, emanând radiații puternice.
Oamenii de știință încearcă să afle ce anume a „înghițit” imensa gaură neagră pentru a declanșa o erupție atât de intensă. Aceștia sunt de părere că, cel mai probabil, a înghițit o stea masivă, care era pe punctul de a-și termina viața printr-o explozie.
„Aproximativ una din 10.000 de galaxii cu nucleu activ prezintă un anumit tip de activitate eruptivă, dar aceasta este atât de extremă încât intră într-o categorie proprie (un eveniment cu o probabilitate de aproximativ 1 la un milion)”, a explicat printr-un e-mail Matthew Graham, profesor de astronomie la California Institute of Technology. Graham este autorul principal al unei lucrări despre acest fenomen unic, publicată pe 4 noiembrie în revista "Nature Astronomy."
Explozia denotă existența unor populații de stele uriașe neidentificate, aflate în vecinătatea centrelor galaxiilor mari, acolo unde se găsesc și găuri negre supermasive — și sugerează existența unor interacțiuni ample dintre aceste două formațiuni imense.
Un apetit colosal
Gaura neagră „Superman” a fost depistată pentru prima dată de "Catalina Real-Time Transient Survey" și de "Zwicky Transient Facility" de la Observatorul Palomar din sudul Californiei, în noiembrie 2018. Zwicky are în componența sa o cameră cu câmp vizual larg, prin care poate scana cerul nopții și este renumit pentru competența sa în depistarea unor fenomene cosmice tranzitorii, precum supernovele care se declanșează instant.
Potrivit lui Graham, inițial, obiectul nu părea să atragă atenția cercetătorilor, fiind doar luminos. Oamenii de știință erau de părere că ar fi vorba despre un blazar, mai exact o gaură neagră supermasivă care eliberează jeturi energetice de materie în cosmos.
La cinci ani după acest moment, echipa de astronomi au analizat din nou datele adunate de Zwicky de-a lungul timpului și au constatat un semnal, considerat inițial un blazar, care își schimbase constant luminozitatea. Cercetătorii au mai observat, cu ajutorul altor telescoape precum "W. M. Keck Observatory" din Hawaii, că sursa luminii era mult mai energetică și mai strălucitoare decât se considerase la început.
S-a demonstrat că lumina provenea de la un nucleu galactiv activ, considerat a fi aproximativ de 500 de milioane de ori mai masiv decât Soarele nostru.
Cercetătorii au luat în calcul mai multe teorii și explicații pentru strălucirea puternică a exploziei — de exemplu, o stea masivă care explodează în discul de materie din jurul găurii negre — înainte de a decide că factorul principal este un eveniment de disrupție tidală: momentul în care o stea a ajuns prea aproape de o gaură neagră și este sfâșiată de forțele sale gravitaționale.
Conform lui Graham, erupția are loc, ceea ce presupumne că gaura neagră continuă să consume steaua „ca un pește aflat doar pe jumătate înghițit de o balenă”.
„Superman” a înregistrat o luminozitate de 30 de ori mai mare decât orice altă erupție de la o gaură neagră studiată până în prezent, iar steaua înghițită are o masă de cel puțin 30 de ori mai mare decât cea a Soarelui. Recordul anterior pentru un eveniment de disrupție tidală fusese înregistrat de "ZTF20abrbeie", denumit și „Scary Barbie”, emanată când o gaură neagră a devorat o stea de trei până la zece ori mai mare decât Soarele nostru.
„Aceasta este, probabil, cea mai masivă stea observată vreodată fiind sfâșiată de o gaură neagră supermasivă. Este fascinant, deoarece ne arată că stelele masive trebuie să trăiască în și în jurul discurilor de gaz din vecinătatea găurilor negre supermasive”, a spus K. E. Saavik Ford, coautoare a studiului și profesoară de astronomie la "Borough of Manhattan Community College" și cercetătoare asociată la Departamentul de Astrofizică al Muzeului American de Istorie Naturală din New York.
Enigma din centrele galaxiilor
Graham a precizat că oamenii de știință încă analizează cu mare atenție explozia, pe măsură ce aceasta se diminuează în timp — cu toate că timpul curge diferit în vecinătatea unei găuri negre comparativ cu felul în care îl percepem pe Pământ.
„Este un fenomen numit dilatare temporală cosmologică, cauzat de expansiunea spațiului și timpului. Pe măsură ce lumina călătorește prin spațiul în expansiune până la noi, lungimea ei de undă se întinde — la fel și timpul însuși. Șapte ani aici înseamnă doi ani acolo. Practic, privim evenimentul redat la viteza unui sfert din cea reală”, a mai explicat profesorul.
Pentru că explozia a avut loc la 10 miliarde de ani-lumină distanță, luminii i-a luat tot atâta timp să ajungă până la Pământ. Un an-lumină reprezintă distanța parcursă de lumină într-un an, mai exact 5,88 trilioane de mile (9,46 trilioane de kilometri).
Graham este de părere că în urma studiilor făcute pe datele obținute de Zwicky și utilizând noi telescoape, precum "Vera C. Rubin Observatory din Chile", cercetătorii vor putea depista mai multe evenimente rare precum acesta, care demonstrează că găurile negre supermasive au medii dinamice și sunt mult mai ample decât niște simple „puțuri” de materie înconjurate de gaz și praf.
Ford precizează că asemenea explozii denotă existența unor stele uriașe în vecinătatea centrelor galaxiilor și oferă detalii despre structura internă a acestora.
„Înțelegerea stelelor din centrele galaxiilor — câte sunt, ce fel de stele sunt — în perioade atât de timpurii ale universului ne oferă o nouă modalitate de a studia formarea și evoluția galaxiilor”, a mai spus ea.
Doctorul Danny Milisavljevic, profesor asociat de fizică și astronomie la "Purdue University", este de părere că descoperirea reprezintă un pas impresionant în înțelegerea noastră asupra celor mai puternice fenomene din univers. Milisavljevic nu a luat parte la această cercetare, dar a studiat în trecut evenimentul „Scary Barbie”.
„Am crezut cândva că "Scary Barbie" a fost o anomalie ciudată, unică, dar această nouă erupție este și mai extremă, eliberând o cantitate de energie echivalentă cu transformarea completă a Soarelui în radiație electromagnetică. Face parte dintr-o nouă clasă de fenomene numite transiente nucleare extreme (ENT), o categorie puțin înțeleasă care pune la încercare modelele noastre actuale despre modul în care găurile negre și stelele interacționează”, a mai precizat doctorul într-un mail.
Alex Filippenko, profesor distins de astronomie la "University of California" din Berkeley, susține că erupția oferă noi perspective referitoare la felul în care se dezvoltă găurile negre, dar și cum acestea sfâșie stelele din apropiere și cum energia lor vastă poate modela galaxiile din jur. Filippenko nu a luat parte la noul studiu, dar munca sa a contribuit la cercetarea nucleelor galactice active.
„Când o gaură neagră supermasivă erupe brusc într-o explozie de lumină orbitoare, le oferă astronomilor un loc în primul rând la unele dintre cele mai extreme fenomene din Univers. Observând această strălucire record, astronomii au deschis o nouă fereastră către fizica extremă a centrelor galactice, acolo unde stelele, gazul și gravitația se ciocnesc în cele mai violente laboratoare ale Universului”, a mai explicat el, într-un mail.