_ O descoperire a unei gauri negre ne-ar putea obliga să regândim modul în care au apărut galaxiile

Privindu-ne adânc în copilăria universului, Very Large Telescope (VLT) al Observatorului European de Sud a confirmat recent descoperirea celui mai strălucitor și cu cea mai rapidă creștere a quasarului. Quasarii sunt obiecte luminoase pe cerul nopții alimentate de gazul care cade într-o gaură neagră mare din centrul unei galaxii.

Descoperirea acestui obiect care a doborât recordul a fost destul de fascinantă. Dar un alt aspect crucial al anunțului este că ridică mari întrebări despre formarea galaxiilor în universul timpuriu. În special, rămâne nedumerit cum acest quasar, care a existat la mai puțin de două miliarde de ani după Big Bang, ar fi putut crește atât de rapid. Analizarea acestei enigma ar putea duce chiar la o regândire a modului în care au apărut galaxiile.

Gaurile negre, cele mai dense obiecte din univers, primesc acest nume deoarece atracția lor gravitațională este atât de incredibil de puternică încât nici măcar lumina nu poate. scăpa de strânsoarea lor. Cum, atunci, o gaură neagră poate fi originea unei surse de lumină atât de intense?

Ei bine, în unele galaxii, unde gaura neagră este suficient de mare, materia este atrasă într-un ritm feroce de mare. Pe măsură ce se învârte în spirală, ciocnirile violente între gaze, praf și stele au ca rezultat emisia de cantități uriașe de energie luminoasă. Cu cât gaura neagră este mai mare, cu atât coliziunile sunt mai violente și se emite mai multă lumină.

Quasarul care a făcut obiectul ultimului studiu, cunoscut sub numele de J0529-4351, are o masă echivalentă cu 17 miliarde de sori. și este incredibil de mare. Există un disc de materie în spirală care se întinde pe o lățime de șapte ani lumină în centrul galaxiei, iar gaura neagră crește prin acumularea (acumularea) acestei materii. Lățimea discului este comparabilă cu distanța dintre Pământ și următorul cel mai apropiat sistem stelar, Alpha Centauri.

Gaura neagră crește rapid prin consumarea unei cantități record de masă, echivalentă cu un soare în fiecare zi. Această acumulare intensă de materie eliberează o cantitate de energie radiativă care este echivalentă cu un cvadrilion (mii de trilioane) de sori.

Aceasta ridică întrebarea de ce un obiect atât de strălucitor abia a fost identificat pe cerul nopții, în ciuda faptului că decenii de observații astronomice. Se pare că acest quasar ascuns s-a ascuns la vedere.

În ciuda luminozității sale uimitoare, J0529-4351 este foarte îndepărtat, ceea ce înseamnă că se integrează perfect într-o mare de stele mai slabe care se află mult mai aproape de Pământ. De fapt, acest quasar este atât de departe încât lumina pe care o emite durează 12 miliarde de ani pentru a ajunge la noi aici pe Pământ.

Vârsta universului este de aproximativ 13,7 miliarde de ani. Deci, acest quasar a existat la doar 1,7 miliarde de ani după Big Bang, la începutul universului.

Extinderea universului după Big Bang este ceea ce ne permite să măsurăm distanța până la și, prin urmare, vârsta de, acest quasar. O formulă simplă cunoscută de mult timp, numită legea lui Hubble, afirmă că cunoașterea vitezei cu care un obiect se îndepărtează de noi ne permite să calculăm cât de departe este acesta.

Cicliunile care au loc în timp ce materia se îndreaptă în spirală în acest quasar. gaura neagră o ridică la temperaturi arzătoare de 10.000°C. În aceste condiții, atomii din sistem emit un spectru caracteristic de lumină.

Aceste frecvențe discrete de lumină formează un fel de cod de bare pe care astronomii îl pot folosi pentru a identifica compozițiile elementare ale obiectelor de pe cerul nopții. Pe măsură ce un obiect care emite lumină se îndepărtează de noi, frecvența acelei lumini observate suferă o schimbare, la fel ca frecvența sunetului unei sirene de ambulanță, în funcție de faptul că se îndreaptă spre tine sau se îndepărtează de tine.

Această schimbare observată în obiectele astronomice este cunoscută sub numele de deplasare spre roșu. Acest lucru, împreună cu Legea lui Hubble, a permis atât vârsta, cât și distanța (ambele aceste proprietăți sunt legate în cosmologie) ale lui J0529-4351 să fie confirmate.

Acest far strălucitor din universul timpuriu a ridicat o întrebare importantă care îi derută pe astronomi: cum a putut această gaură neagră, într-o perioadă atât de scurtă de timp, să crească atât de repede într-un obiect atât de masiv? Conform modelelor bine acceptate ale universului timpuriu, ar fi trebuit să dureze mai mult pentru ca acesta să crească la această dimensiune.

Mai mult, prin reglarea modelelor de inteligență artificială (AI) utilizate pentru scanarea datelor telescopului pentru aceste obiecte neobișnuite. , încă s-ar putea găsi mai multe în următorii ani. Dacă se aseamănă cu J0529-4351, fizicienii ar trebui să-și regândească serios modelele despre universul timpuriu și formarea galaxiilor.

Gaura neagră cu cea mai rapidă creștere observată vreodată va fi ținta perfectă pentru un sistem numit Gravity+, un viitoare upgrade la un instrument de pe Very Large Telescope numit interferometru. Acest interferometru este o modalitate ingenioasă de a combina datele de la cele patru telescoape separate care alcătuiesc de fapt VLT.

Gravity+ este proiectat să măsoare cu precizie viteza de rotație și masa găurilor negre direct, în special a celor care se află departe. de pe Pământ.

În plus, Telescopul Extrem de Mare al Observatorului European de Sud, un telescop reflectorizant cu diametrul de 39 de metri, este în prezent în construcție în deșertul Atacama din Chile. Acesta este conceput pentru a detecta lungimile de undă optice și infraroșii apropiate caracteristice quasarelor îndepărtate și va face identificarea și caracterizarea unor astfel de obiecte evazive și mai probabile în viitor.

Acest articol este republicat din The Conversation sub Creative Commons. licență. Citiți articolul original.

(Fluierul)