O gaură neagră din Universul timpuriu îi surprinde pe astronomi: crește mult peste limitele cunoscute

O gaură neagră din zorii Universului îi pune pe gânduri pe astrofizicieni. Obiectul, un quasar extrem de luminos cunoscut sub numele de ID830, pare să încalce două reguli fundamentale: nu doar că „mănâncă” materie mult peste limita teoretică acceptată, dar produce simultan emisii radio și raze X intense, o combinație pe care modelele actuale nu o anticipează.

Rezultatele au fost publicate în The Astrophysical Journal, iar observațiile arată că această gaură neagră supermasivă avea deja aproximativ 440 de milioane de mase solare în urmă cu circa 12 miliarde de ani, când Universul avea doar 15% din vârsta sa actuală. Prin comparație, este de peste 100 de ori mai masivă decât Sagittarius A*, gaura neagră din centrul Căii Lactee, scrie Science Alert.

Ce este limita Eddington și cum reușește ID830 să o depășească

În mod normal, chiar și cele mai „lacome” găuri negre au o limită naturală de creștere, numită limita Eddington. Pe măsură ce gazul și praful sunt atrase în discul de acreție din jurul găurii negre, frecarea și comprimarea materiei generează radiație. Această radiație exercită o presiune orientată spre exterior, care contracarează atracția gravitațională. Astfel, sistemul se autoreglează: prea multă materie în cădere înseamnă prea multă radiație care o împinge înapoi.

Totuși, măsurătorile în ultraviolet și raze X indică faptul că ID830 acumulează materie la un ritm de aproximativ 13 ori peste această limită teoretică. Un asemenea episod ar putea fi declanșat de un aflux brusc de gaz, posibil după ce gaura neagră a distrus o stea gigant sau a capturat un nor masiv de materie.

Astrofizicienii cred că astfel de faze „super-Eddington” sunt foarte scurte la scară cosmică, poate doar câteva sute de ani. Dar chiar și o perioadă atât de scurtă poate contribui decisiv la creșterea rapidă a găurilor negre din Universul timpuriu.

Descoperiri recente realizate cu James Webb Space Telescope au arătat că găurile negre supermasive existau deja la scurt timp după Big Bang, mult mai devreme decât anticipau teoriile. ID830 oferă un posibil mecanism care explică această creștere accelerată.

Jeturi radio și coroană de raze X, o combinație neașteptată

Pe lângă ritmul extrem de acreție, ID830 prezintă o altă anomalie: emite simultan jeturi radio puternice și radiații X intense. Modelele standard sugerează că, în regim super-Eddington, anumite tipuri de emisii ar trebui să fie diminuate. Totuși, aici ele coexistă.

Vezi și:

Plimbarea care a scos la lumină o avere medievală: peste 2.150 de monede, ascunse timp de 900 de ani

Cum se formează aurul, de fapt: mister nuclear vechi de 20 de ani, în sfârșit explicat

Emisiile radio provin din jeturi colosale de particule accelerate de-a lungul polilor găurii negre. În același timp, razele X par să fie generate într-o structură numită „coroană”, un nor extrem de fierbinte de particule energizate de câmpuri magnetice intense deasupra discului de acreție. În această regiune, materia orbitează aproape cu viteza luminii, într-unul dintre cele mai extreme medii fizice cunoscute.

Această combinație sugerează că mecanismele prin care sunt lansate jeturile și cele prin care se formează coroana ar putea fi mai strâns legate decât se credea. ID830 pare să se afle într-o fază de tranziție rară, în care acumularea masivă de materie alimentează simultan atât creșterea găurii negre, cât și procesele energetice din jurul ei.

Implicațiile sunt colosale pentru înțelegerea evoluției galaxiilor timpurii. Atunci când o gaură neagră se hrănește la un ritm atât de intens, energia eliberată poate încălzi și dispersa gazul interstelar, reducând formarea de noi stele. Cu alte cuvinte, gaura neagră ar putea crește în detrimentul propriei galaxii gazdă.

Dacă astfel de quasari au fost mai frecvenți în Universul timpuriu decât se credea, atunci modelele actuale privind formarea galaxiilor ar putea necesita ajustări serioase. ID830 nu este doar o curiozitate cosmică, ci un posibil indiciu că regulile după care am crezut că funcționează găurile negre nu sunt atât de rigide pe cât păreau.

Munca de acasă nu îi face automat pe angajați mai fericiți. Ce arată studiile despre joburile fără birou