Astronomi israelieni au descoperit o enigmatică gaură neagră supermasivă din tinereţea Universului, învăluită de praf cosmic, folosind datele obţinute de Telescopul Spaţial James Webb (JWST), descoperire care pune sub semnul întrebării modul în care astrofizicienii înţeleg creşterea găurilor negre şi relaţia dintre acestea şi galaxiile în care se află, transmite agenţia TPS, potrivit Agerpres.
Telescopul James Webb este un observator plasat pe o orbită aflată la 1,5 milioane de kilometri de Terra, oferindu-le oamenilor de ştiinţă o perspectivă fără precedent asupra celor mai îndepărtate obiecte cosmice şi asupra unor fenomene necunoscute din Univers.
Analizând imagini obţinute prin intermediul JWST, o echipă de astronomi coordonată de Dr. Lukas Furtak şi de Prof. Adi Zitrin de la Universitatea Ben-Gurion din Negev, a identificat ceea ce părea a fi un obiect similar unui quasar din tinereţea Universului. Quasarii sunt nuclee galactice foarte strălucitoare, activate de găuri negre supermasive care se hrănesc cu materia din jur.
Materia care cade accelerat în gaura neagră emite cantităţi uriaşe de radiaţii
Materia care cade accelerat în gaura neagră emite cantităţi uriaşe de radiaţii, discul de acreţie format în jurul găurii negre fiind mai strălucitor decât întreaga galaxie gazdă.
"Trei obiecte foarte compacte şi cu o strălucire roşiatică au ieşit în evidenţă", a declarat Furtak, care a coordonat şi studiul care însoţeşte această descoperire. Aparenţa lor roşiatică ne-a făcut să credem că este vorba despre un obiect cosmic de tipul quasarilor.
Însă această gaură neagră era activă şi înghiţea materie care se acumulase în jurul ei formând un disc de acreţie. Această materie poate proveni din diferite surse, cum ar fi nori de gaze cosmice, stele sau chiar de la alte găuri negre, conform lui Zitrin.
Aceste date au fost obţinute în cadrul programului de cercetare UNCOVER, în care telescopul James Webb a fost folosit pentru a observa roiul de galaxii Abell 2744 la o profunzime fără precedent.
Cercetătorii israelieni au folosit un model de lentilă numerică construit pentru respectivul roi galactic şi au ajuns la concluzia că cele trei obiecte roşiatice sunt de fapt imagini ale aceleiaşi surse aflate în fundal, văzută în imaginile obţinute de telescopul James Webb aşa cum era atunci când Universul avea vârsta de aproximativ 700 de milioane de ani.
Cercetătorii de la Universitatea Ben-Gurion lucrează în cadrul programului de cercetare UNCOVER, unde colaborează cu oameni de ştiinţă din SUA şi Australia. Ei au reuşit să confirme că obiectul cosmic roşiatic şi compact observat prin intermediul JWST este o gaură neagră supermasivă şi i-au măsurat cu precizie nivelul deplasării spre roşu (o deplasare spre roşu are loc atunci când sursa de lumină se îndepărtează de observator). De asemenea, ei au reuşit să formuleze o estimare a masei acestei găuri negre din analiza liniilor sale spectrale de emisii, conform lui Furtak.
Gazul cosmic orbitează câmpul gravitaţional al găurii negre, ajungând la viteze foarte mari ce nu au mai fost observate în alte părţi ale galaxiilor. Din cauza efectului Dopler, lumina emisă de materia aflată în discul de acreţie din jurul găurii negre este deplasată spre roşu de o parte şi deplasată spre albastru de cealaltă parte, conform vitezei sale. Din cauza acestui lucru, liniile de emisie din spectru devin mai late, a explicat el.
Echipa a reuşit să măsoare masa acestei găuri negre
Conform cercetătorilor, culorile sugerează faptul că gaura neagră se află după o perdea groasă de praf cosmic, care ascunde o mare parte din luminozitatea discului său de acreţie. Echipa a reuşit să măsoare masa acestei găuri negre şi a ajuns la concluzia că aceasta este de cel puţin 1% din masa totală a galaxiei din care face parte, fiind în mod semnificativ mai grea, raportat la galaxia în centrul căreia se află, prin comparaţie cu alte găuri negre supermasive din centrul altor galaxii, conform lui Jenny Greene, profesor la Universitatea Princeton şi co-autoare a studiului prezentat în ultimul număr al jurnalului Nature.
Studiul acestei găuri negre constituie o piesă din puzzle-ul privind apariţia şi evoluţia primelor galaxii şi găuri negre supermasive din Univers. Astronomii încă nu ştiu dacă astfel de găuri negre supermasive din tinereţea Universului s-au născut din rămăşiţe stelare sau din aglomerări de materie atât de mari încât se puteau prăbuşi direct formând găuri negre.
"Într-un fel, este echivalentul astrofizic al problemei cu oul şi găina. Deocamdată nu ştim cine s-a format mai întâi - galaxia sau gaura neagră şi nici cât de masive erau primele găuri negre sau cum creşteau", a mai susţinut Prof. Zitrin.