O pânză de păianjen din filamente de materie care înconjoară o enormă gaură neagră la o distanţă de circa 13 miliarde ani-lumină de noi conţine (cel puţin) şase galaxii. Studiul acestei structuri ne poate ajuta să înţelegem originea găurilor negre de mari dimensiuni, dar şi cea a metastructurilor cosmice.
Au fost descoperite în univers găuri negre cu masa de miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui, însă mecanismul care a dat naştere acestora este încă neidentificat.
Găurile negre continuă să-i fascineze nu doar pe cercetători, ci şi publicul larg. Ba mai mult, recentul Premiu Nobel pentru fizică din 2020 a fost acordat pentru cercetări care au de-a face tocmai cu găurile negre, în mod special cu găurile negre enorme.
Recente observaţii astronomice efectuate cu ajutorul telescoapelor VLT (Very Large Telescope) al Observatorului Sudic European (ESO) au reuşit identificarea unei structuri asemănătoare unei „pânze de păianjen” alcătuite din filamente de materie în care se găsesc, pe de o parte, o enormă gaură neagră, pe de altă parte cel puţin şase galaxii, acolo unde filamentele de materie se intersectează. Rezultatele studiului au fost publicate recent în revista Astronomy & Astrophysics.
Această structură a luat naştere când universul era foarte tânăr, la circa 0,9 miliarde de ani după Big Bang şi, tocmai pentru că lumina galaxiilor identificate este extrem de slabă, a fost necesară dezvoltarea unor noi tehnologii pentru a o putea observa.
Cum ar putea ajuta această observaţie în a înţelege mai bine găurile negre enorme? Formarea unor structuri de acest gen, care conţin multă materie, arată că ar fi posibil ca găurile negre enorme să fi luat naştere la început ca găuri negre mici – cele care rezultă în urma morţii stelelor. Cum densitatea de materie în metastructura pânzei de păianjen este mare, gaura neagră ar fi înghiţit rapid materie, ajungând să crească tot mai mult, devenind finalmente o gaură neagră cu masa de miliarde de ori cea a Soarelui.
Pânza de păianjen alcătuită din filamente de materie are o dimensiune de circa 300 de ori mai mare ca cea a galaxiei noastre. Jeturi de gaz circulă în aceste filamente şi acestea pot alimenta atât galaxiile descoperite, cât şi gaura neagră.
Cum s-ar fi format această structură, aceasta pânză de păianjen cosmică? Astronomii cred că secretul ar fi materia întunecată. Aceasta ar fi atras enorme cantităţi de materie care s-ar fi structurat în pânza de păianjen pe care o vedem.
Materia întunecată este la rândul ei un mare mister în fizică actuală: se pare că exercită o forţă gravitaţională asupra materiei vizibile, însă nu emite lumină şi nici nu ştim încă dacă interacţionează cu materia normală prin alte tipuri de interacţiuni necunoscute. Tocmai pentru aceste interacţiuni a fost inventat termenul de „foton întunecat” – cel care ar fi purtătorul acestei interacţiuni între materia întunecată şi materia normală. Mai multe experimente la diverse acceleratoare din lumea întreagă încearcă să descopere acest foton întunecat, însă până în prezent acesta nu a fost identificat fără umbră de dubiu (în ciuda unor experimente care susţin că ar fi descoperit ceva semnale).
Legat de cele şase galaxii care au fost descoperite, a fost posibilă confirmarea legăturii a patru dintre acestea cu gaura neagră. Este însă posibil ca în pânza de păianjen să existe mai multe galaxii, însă acestea ar fi mai puţin luminoase şi deci imposibil de identificat cu telescoapele noastre de azi.
În viitor, cu noul telescop Extremely Large Telescope al ESO, va fi posibil de văzut dacă există structuri similare în univers şi dacă pe lângă cele şase galaxii observate în pânză de păianjen a quasarului SDSS J1030+0524 mai există şi altele mai puţin luminoase.
Materia întunecată şi găurile negre – o relaţie care trebuie încă studiată, întrucât se pare că ar putea explica mai multe mistere ale universului.
Credit imagine: ESO
