(Timp citire: 4 minute)

Găuri negre cu masa de miliarde de ori cea a Soarelui au fost observate la periferia universului vizibil. Acestea au devenit enorme în mai puţin de un miliard de ani de la Big Bang. Deocamdată astronomii nu reuşesc să găsească o explicaţie convingătoare a mecanismului care le-a generat.


Graţie perfecţionării telescoapelor, astronomii au reuşit să observe o serie de găuri negre la periferia universului vizibil care dau de gândit. Aceşti monştri au mase de miliarde de ori cea a Soarelui şi erau deja prezente în univers când acesta avea mai puţin de un miliard de ani. Se cunosc în prezent mai bine de 100 de astfel de găuri negre, însă o explicaţie convingătoare a proceselor care le-au dat naştere nu există încă.

Se crede că aceste găuri negre ar fi putut lua naştere în urma exploziei iniţiale a unei stele supermasive, care ar fi generat o gaură neagră ce ar fi continuat să crească, unindu-se cu alte găuri negre, sau prin consumul de gaz şi praf cosmic. Totuşi, acest scenariu nu este pe deplin convingător, deoarece o gaură neagră are o capacitate limitată de a consuma gaz şi praf interstelar . Există o limită, exprimată de raportul lui Eddington, care măsoară cât de multă materie consumă o gaură neagră faţă de cea maximă pe care ar putea să o consume. Limita este dată de faptul că gazul ce cade într-o gaură neagră se încălzeşte şi emisia intensă de fotoni îndepărtează altă materie din gaura neagră.

Astronomii au măsurat raportul lui Eddington pentru 20 de găuri negre supermasive în universul timpuriu, găsind valori la limită, în contrast cu găurile negre masive care au luat naştere mai târziu şi care consumă materie cu o viteză de circa 10 ori mai mică.

Totuşi, chiar dacă aşa stau lucrurile, găurile negre respective ar fi avut nevoie, dacă ar fi debutat ca o gaură neagră cu masa iniţială de 100 de ori cea a Soarelui, de circa 800 de milioane de ani pentru a ajunge la mase de miliarde de ori cea a Soarelui.

Un caz extrem este cel al găurii negre IMS J2204+0112, care avea o masă de un miliard de ori cea a Soarelui când Universul era de doar 940 de milioane de ani. Ba mai mult, această gaură neagră consuma materie cu o viteză de doar o zecime din cea maximă. Ceea ce înseamnă că ar fi avut nevoie de 8 miliarde de ani să ajungă la masa pe care o are!  Rezultatul acestei cercetări au fost prezentat de către echipa condusă de către Myungshin Im, de la Universitatea Naţională din Seul, Coreea de Sud, într-un articol publicat recent pe arXiv.org.

Cum este posibil una ca asta?

Au fost avansate mai multe ipoteze: printre acestea cea conform căreia gaura neagră iniţială ar avea o masă mult mai mare decât 100 de ori cea a Soarelui. Adică formarea iniţială a mai multor stele enorme, cu o rază de 100 până la 1.000 de ori mai mare ca a Soarelui, care stele, situate prea aproape una de alta, s-ar putea uni într-o stea enormă, cu masa de 10.000 de ori cea a Soarelui. Această stea ar colapsa, dând naştere unei găuri negre ce ar putea creşte, consumând gazul interstelar, ajungând la o masă de un miliard de ori cea a Soarelui în mai puţin de 1 miliard de ani de la Big Bang.

Altă posibilitate ar fi că aceste găuri negre nu respectă limita lui Eddington, consumând mult mai multă materia decât se credea posibil, chiar dacă însă nu se ştie cum s-ar putea întâmpla asta.

Simulări pe calculator au arătat că găurile negre care se nasc mici nu ajung niciodată să crească până la dimensiunile monstruoase cu care au fost observate, în timp ce găurile negre care se nasc deja mari cresc din ce în ce mai repede.

În viitorul apropiat se vor efectua noi studii asupra găurilor negre din universul timpuriu cu ajutorul telescopului spaţial James Webb, care va fi lansat în 2019 şi va fi capabil să detecteze quasari (ce conţin găuri negre enorme) generaţi la 400 – 500 de milioane de ani după Big Bang.

Vă invităm să citiţi şi articolul: Istoria completă a găurilor negre.