A fost descoperită probabil cea mai masivă gaură neagră cunoscută vreodată9 min read

Astronomii au identificat în galaxia Cosmic Horseshoe o gaură neagră ultramasivă, cu o masă de 36 de miliarde de sori, posibil cea mai mare descoperită vreodată.

Astronomii de la University of Portsmouth au descoperit în galaxia Cosmic Horseshoe o gaură neagră uriașă, aproape de limita maximă posibilă în univers.// În contextul găurilor negre, limita teoretică maximă estimată de astrofizicieni pentru masa unei găuri negre formate prin procese naturale în univers este de ordinul a 50–100 de miliarde de mase solare. // Este de 10.000 de ori mai grea decât cea din centrul Căii Lactee, iar galaxia în care se află este atât de masivă încât curbează spațiul-timp și transformă lumina unei galaxii din spate într-un inel Einstein în formă de potcoavă.

Dimensiunea extremă a acestei găuri negre ultramasive corespunde unei mase de 36 de miliarde de sori, se arată într-un articol// „Unveiling a 36 billion solar mass black hole at the centre of the Cosmic Horseshoe gravitational lens”, academic.oup.com // publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astronomii cred că fiecare galaxie are în centru o gaură neagră supermasivă, iar cele mai mari galaxii găzduiesc așa-numitele găuri negre ultramasive. Cea descoperită acum se află printre primele zece ca mărime din toate timpurile și ar putea fi chiar cea mai mare. Spre deosebire de alte măsurători, care sunt indirecte și au erori mari, masa acestei găuri negre a fost calculată cu o metodă nouă, mult mai precisă.

Cercetătorii au descoperit gaura neagră din Cosmic Horseshoe cu ajutorul a două metode: lentilajul gravitațional, adică devierea luminii unei galaxii aflate în spate de către masa uriașă a galaxiei gazdă, și studiul mișcării stelelor, care arată cât de repede se deplasează acestea în jurul centrului galaxiei.

Această a doua metodă este considerată standardul de aur pentru măsurarea maselor găurilor negre, dar nu funcționează bine în afara universului foarte apropiat, deoarece galaxiile par prea mici pe cer pentru a distinge zona în care se află o gaură neagră supermasivă sau ultramasivă.

Folosirea lentilajului gravitațional le-a permis cercetătorilor să studieze galaxii aflate mult mai departe. Ei au observat că gaura neagră schimbă direcția luminii care trece pe lângă ea și face ca stelele din centrul galaxiei gazdă să se miște cu aproape 400 km/s. Cele două observații, puse împreună, confirmă cu certitudine existența găurii negre.

Descoperirea a vizat o gaură neagră „adormită”, care nu atrage material în momentul observației. Ea a fost identificată doar prin forța gravitațională uriașă și efectele asupra zonei din jur. Metoda folosită permite detectarea și măsurarea maselor unor găuri negre ultramasive ascunse, chiar și atunci când nu emit deloc radiație.

Gaura neagră din Cosmic Horseshoe se află la circa cinci miliarde de ani-lumină de Pământ. În mod obișnuit, la o asemenea distanță masa unei găuri negre poate fi măsurată doar dacă este activă, însă acele estimări, bazate pe procesul de acreție, au de multe ori erori mari.

Metoda care combină lentilajul gravitațional puternic cu studiul mișcării stelelor oferă o măsurare directă și precisă a masei găurilor negre, chiar și în sisteme foarte îndepărtate. Descoperirea ajută la înțelegerea legăturii dintre găurile negre supermasive și galaxiile în care se află. 

Cercetătorii cred că dimensiunea lor este strâns legată: pe măsură ce galaxiile cresc, parte din materie ajunge în gaura neagră, iar restul devine un quasar – o sursă extrem de luminoasă care eliberează multă energie și oprește formarea de noi stele. Calea Lactee are o gaură neagră de patru milioane de mase solare, inactivă acum, dar care a fost quasar în trecut și ar putea redeveni în viitor.

Galaxia Andromeda și Calea Lactee se apropie și, peste aproximativ 4,5 miliarde de ani, vor fuziona. Cercetătorii cred că atunci gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee ar putea redeveni un quasar. 

În cazul sistemului Cosmic Horseshoe, un aspect interesant este că galaxia gazdă face parte dintr-un așa-numit „grup fosil”. Aceste grupuri reprezintă stadiul final al celor mai mari structuri legate gravitațional din univers și apar atunci când mai multe galaxii se contopesc într-una singură, extrem de masivă, fără alte galaxii luminoase în jur.

Potrivit echipei de savanți, eeste posibil ca toate găurile negre supermasive aflate inițial în galaxiile însoțitoare să se fi unit, formând gaura neagră ultramasivă observată acum. Practic, asistăm la stadiul final al formării galaxiilor și la stadiul final al formării găurilor negre. 

Descoperirea din Cosmic Horseshoe a fost parțial întâmplătoare – a apărut în timpul unui studiu despre distribuția materiei întunecate în galaxie, realizat pentru a afla mai multe despre această substanță ipotetică și misterioasă. 

După ce au confirmat că metoda lor funcționează și pentru găurile negre, cercetătorii vor să folosească date de la telescopul spațial Euclid al Agenției Spațiale Europene pentru a identifica mai multe găuri negre supermasive și galaxiile lor gazdă, pentru a înțelege cum influențează acestea formarea de stele noi.