Oamenii de știință au urmărit un semnal misterios și au găsit două găuri negre care se îngrămădesc cu ceva ca niciodată

Când cumpărați prin link-uri de pe articolele noastre, Future și partenerii săi de sindicat pot câștiga un comision.

Supermasiv gauri negre — titanii cosmici cu mase de 100.000 până la miliarde de ori masa soarelui — sunt printre cele mai înfricoșătoare fenomene ale universului. Acești giganți cerești pot consuma stele întregi și pot dezlănțui torenți de radiații puternice vizibile pe distanțe cosmice vaste. Cu toate acestea, într-un studiu recent, cercetătorii au observat ceva cu totul fără precedent: o pereche de găuri negre supermasive care devorează un nor enorm de gaz, diferit de orice masă cerească pe care oamenii de știință le-au văzut vreodată.

Această descoperire, făcută posibilă de un semnal de radiație curios, oferă o nouă perspectivă asupra comportamentului acestor giganți cosmici și a relației lor cu galaxiile pe care le locuiesc.

„Lumina care este emisă de sistem arată un model oscilator care se repetă la fiecare 60 – 90 de zile și aceasta este prima dată când acest tip de variație este observat într-un nucleu galactic activ.” Lorena Hernandez-Garciaastrofizician la Institutul de Astrofizică Millennium și la Universitatea din Valparaíso din Chile și autorul principal al unui nou studiu asupra găurilor negre vorace, a declarat Live Science prin e-mail. „Acest model este observat în razele X, frecvențele ultraviolete și optice, făcând acest sistem unic”.

Examinând semnalul misterios

Semnalul, desemnat AT 2021hdr, a fost detectat pentru prima dată în martie 2021 de către Zwicky Transient Facility, un sondaj optic puternic la sol. A apărut dintr-o galaxie cunoscută sub numele de 2MASX J21240027+3409114, situată la aproximativ 1 miliard de ani lumină distanță, în constelația nordică Cygnus.

Înrudit: Astronomii găsesc cea mai grea pereche de găuri negre din univers și au fost prinși într-un duel nesfârșit timp de 3 miliarde de ani.

La început, oamenii de știință au bănuit că semnalul ar putea fi legat de fenomene mai familiare, cum ar fi o supernovă sau o eveniment de perturbare a mareelorcare este atunci când o gaură neagră sfâșie o stea. Cu toate acestea, semnalul a prezentat un model de oscilație a luminozității extrem de neobișnuit, neobservat în astfel de evenimente. Această anomalie intrigantă a determinat echipa de cercetare să investigheze semnalul în profunzime.

„Am observat cum lumina sistemului variază în timp, timp de mai bine de patru ani, utilizând instrumente cu mai multe lungimi de undă”, a explicat Hernández-García. „Studiul include observații cu satelitul Swift (raze X și ultraviolete), Zwicky Transient Facility (optic), Very Long Baseline Array (radio) și telescoape optice din Spania, Mexic și India”.

Aceste observații, care au acoperit o gamă largă de lungimi de undă, au confirmat concluzia anterioară că originea semnalului nu era familiară. De exemplu, emisia sa de raze X a fost mult prea intensă pentru a fi explicată de orice candidați convenționali pe care echipa i-a considerat. Neavând semnale comparabile care să-i ghideze, cercetătorii au apelat la modele teoretice pentru a rezolva misterul. Ei au emis ipoteza că radiația a fost produsă de o pereche de găuri negre supermasive care consumă un nor masiv de gaz galactic – un scenariu explorate anterior prin simulări pe calculator.

Pe baza simulării interacțiunii găurilor negre între ele și cu un nor de gaz, echipa a descoperit că semnalul pe care l-au studiat se potrivește bine cu predicțiile modelului computerizat – dacă perechea supermasivă de găuri negre și norul de gaz au proprietăți speciale.

„După o comparație detaliată cu modelele teoretice, ajungem la concluzia că lumina emisă de sistem poate fi explicată printr-o gaură neagră supermasivă binară care interacționează cu un nor de gaz aproximativ echivalent în masă cu Soarele”, a spus Hernández-García. „În acest scenariu, cele două găuri negre ar fi separate de 0,8 miliparsecs (aproximativ o zi-lumină), ar orbit reciproc aproximativ la fiecare 130 de zile, ar avea o masă combinată de aproximativ 40 de milioane de mase solare și se așteaptă să fuzioneze în aproximativ 70.000. ani.”

Direcții și perspective viitoare

Deși semnalul AT 2021hdr se încadrează perfect în ipoteza echipei, vor fi necesare observații suplimentare ale sistemelor similare pentru a-și consolida concluziile. Datele viitoare vor ajuta la rafinarea modelelor despre modul în care se comportă găurile negre supermasive atunci când consumă gaz galactic.

„Trebuie să confirmăm scenariul pe care îl propunem, așa că trebuie să colectăm date noi și să realizăm simulări folosind aceste date pentru a ne sonda ipoteza”, a spus Hernández-García.

POVEȘTI LEGATE

— Găurile negre în miniatură ar putea scobi planete și ar putea trece prin corpurile noastre, susține un nou studiu

— Paradoxul găurii negre care l-a dezamăgit pe Stephen Hawking ar putea avea o soluție, susține un nou document

— Oamenii de știință observă „structuri în formă de L” și „lucruri ciudate” în apropierea găurii negre monstruoase în imagini epice ale telescopului Hubble

Dacă va fi validată, descoperirea ar putea transforma modul în care astronomii studiază găurile negre supermasive, oferind o nouă metodă de a investiga evoluția lor și rolul lor în modelarea galaxiilor. Aceste obiecte masive sunt strâns legate de galaxiile lor gazdăși a afla mai multe despre obiceiurile lor alimentare ar putea oferi o nouă perspectivă asupra dezvoltării galactice.

„Găsirea găuri negre binare supermasive este o sarcină provocatoare, dar din punct de vedere teoretic este de așteptat să fie prezentă în multe centre galaxiei”, a explicat Hernández-García. „Faptul că nu putem rezolva cele două găuri negre cu instrumentele disponibile implică faptul că trebuie să găsim tehnici alternative pentru a le detecta prin alte metode. Găsirea mai multor asemenea ne va permite să studiem modul în care galaxiile se îmbină și evoluează în timp.”