Majoritatea galaxiilor mai mici ar putea să nu aibă găuri negre supermasive în centrele lor. La această concluzie au ajuns specialiștii implicați într-un studiu recent, realizat cu ajutorul Observatorului de raze X Chandra al NASA. Noua ipoteză contrastează cu ideea comună conform căreia aproape fiecare galaxie are una dintre aceste găuri negre gigantice în miezul său.
O echipă de astronomi a folosit date de la peste 1.600 de galaxii colectate în peste două decenii ale misiunii Chandra. Cercetătorii au analizat galaxii cu mase cuprinse între de zece ori mai mari decât masa Căii Lactee și galaxii pitice, care au mase stelare mai mici de câteva procente din cea a galaxiei noastre. O lucrare care descrie aceste rezultate a fost publicată în The Astrophysical Journal .
Echipa a raportat că doar aproximativ 30% dintre galaxiile pitice conțin probabil găuri negre supermasive.
„Este important să se obțină o numărătoare precisă a capetelor de găuri negre din aceste galaxii mai mici. Este mai mult decât o simplă contabilitate. Studiul nostru oferă indicii despre cum se nasc găurile negre supermasive. De asemenea, oferă indicii cruciale despre cât de des pot fi găsite semnături de găuri negre în galaxiile pitice cu ajutorul telescoapelor noi sau viitoare.”, a susținut Fan Zou de la Universitatea din Michigan, Ann Arbor, specialistul care a condus studiul.
Pe măsură ce materia cade pe găurile negre, aceasta este încălzită prin frecare și produce raze X. Multe dintre galaxiile masive din studiu conțin surse strălucitoare de raze X în centrele lor, o semnătură clară a găurilor negre supermasive prezente în această zonă din spațiu. Echipa a concluzionat că peste 90% dintre galaxiile masive – inclusiv cele cu masa Căii Lactee – conțin găuri negre supermasive.
CITEȘTE ȘI: Cântecul de sirenă al unei găuri negre. VIDEO
Cu toate acestea, galaxiile mai mici din studiu nu au avut de obicei aceste semnale clare de găuri negre. Galaxiile cu mase mai mici de trei miliarde de sori – aproximativ masa Marele Nor Magellanic, un vecin apropiat al Căii Lactee – nu conțin de obicei surse strălucitoare de raze X în centrele lor.
Cercetătorii au luat în considerare două posibile explicații pentru această lipsă a surselor de raze X. Prima este că fracția de galaxii care conțin găuri negre masive este mult mai mică pentru aceste galaxii mai puțin masive. Potrivit celei de a doua concluzii, cantitatea de raze X produse de materia care cade pe aceste găuri negre este atât de slabă încât Chandra nu o poate detecta.
„Credem, pe baza analizei noastre a datelor Chandra, că există într-adevăr mai puține găuri negre în aceste galaxii mai mici decât în omologii lor mai mari”, a explicat Elena Gallo, co-autoare, cercetătoare la Universitatea din Michigan.
Pentru a ajunge la această concluzie, Zou și colegii săi au luat în considerare ambele posibilități pentru lipsa surselor de raze X în galaxiile mici în eșantionul Chandra. Cantitatea de gaz care cade pe o gaură neagră determină cât de luminoase sau slabe sunt acestea în razele X. Deoarece se așteaptă ca găurile negre mai mici să atragă mai puțin gaz decât găurile negre mai mari, emisia de raze X a acestora ar trebui să fie mai slabă și adesea să nu fie detectabile. Cercetătorii au confirmat această ipoteză.
CITEȘTE ȘI: 83 de găuri negre supermasive au fost observate la marginea Universului
Cu toate acestea, au descoperit că un deficit suplimentar de surse de raze X se observă în galaxiile mai puțin masive, dincolo de declinul așteptat din cauza scăderii cantității de gaz care cade spre interior. Acest deficit suplimentar poate fi explicat dacă multe dintre galaxiile cu masă mică pur și simplu nu au găuri negre în centrele lor. Concluzia echipei a fost că scăderea detectărilor de raze X în galaxiile cu masă mică reflectă o scădere reală a numărului de găuri negre situate în aceste galaxii.
Acest rezultat ar putea avea implicații importante pentru înțelegerea modului în care se formează găurile negre supermasive.
Există două idei principale:
- prima este că un nor gigantic de gaz se prăbușește direct într-o gaură neagră, care conține de la început o masă de mii de ori mai mare decât masa Soarelui.
- a doua idee este că găurile negre supermasive provin, în schimb, din găuri negre mult mai mici, create atunci când stelele masive se prăbușesc.
„Formarea găurilor negre mari este de așteptat să fie mai rară, în sensul că are loc preferențial în galaxiile cele mai masive care se formează, ceea ce ar explica de ce nu găsim găuri negre în toate galaxiile mai mici”, a arătat co-autorul Anil Seth de la Universitatea din Utah.
CITEȘTE ȘI: Nașterea unei găuri negre
Acest studiu susține teoria conform căreia se nasc găuri negre gigantice care cântăresc deja de câteva mii de ori masa Soarelui. Dacă cealaltă idee ar fi fost adevărată, cercetătorii au spus că s-ar fi așteptat ca galaxiile mai mici să aibă probabil aceeași fracțiune de găuri negre ca cele mai mari. Acest rezultat ar putea avea, de asemenea, implicații importante pentru ratele de fuziune a găurilor negre din coliziunile galaxiilor pitice. Un număr mult mai mic de găuri negre ar duce la mai puține surse de unde gravitaționale care vor fi detectate în viitor de către Antena Spațială cu Interferometru Laser. Numărul de găuri negre care sfâșie stelele în galaxiile pitice va fi, de asemenea, mai mic.
Centrul Marshall Space Flight al NASA din Huntsville, Alabama, gestionează programul Chandra. Centrul de raze X Chandra al Observatorului Astrofizic Smithsonian controlează operațiunile științifice din Cambridge, Massachusetts, și operațiunile de zbor din Burlington, Massachusetts.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
CITEȘTE ȘI: O nouă imagine a găurii negre din centrul Căii Lactee
