Moment istoric pentru astrofizică – Va fi publicată prima fotografie cu o gaură neagră

Găurile negre sunt uriașe, puternice, îndepărtate și misterioase. Gaura neagră este un mediu extrem, un obiect cosmic atât de dens, încât lumina nu poate scăpa de câmpul său gravitațional. Miercuri este de așteptat să fie publicată prima fotografie a unei găuri negre de către cercetătorii din rețeaua Event Horizon Telescope. Momentul este unul de referință, fiindcă am putea vedea unul dintre cele mai enigmatice obiecte din univers. Astronomii au făcut teorii, calcule, simulări despre găuri negre, iar acum suntem aproape de a vedea o fotografie cu orizontul evenimentului, câmp gravitațional atât de puternic, încât orice obiect pătrunde în perimetrul său, dispare în gaura neagră.

Gaura neagră este un obiect ceresc cu are o masă extrem de mare, dar un volum extrem de mic. E ca și când Terra ar fi comprimată în vârful unui ac sau ca și când Soarele n-ar avea decât 6 km diametru, explică pentru AFP un astronom de la Observatoire de Paris-PSL.

Sheperd Doeleman, directorul proiectului Event Horizon Telescope, spune că fotografierea unei găuri negre echivalează cu fotografierea de pe Terra a unei portocale pe care un astronaut o pune pe suprafața lunii, scrie space.com.

Pentru că lumina nu pătrunde, găurile negre sunt invizibile pentru ochiul uman, însă ele pot fi detectate cu telescoape spațiale ce pot vedea cum stelele care sunt foarte aproape de o gaură neagră diferă față de alte stele. Astrofizicienii pot vedea în ce mod gravitația puternică afectează stelele și gazele din jurul unei găuri negre și pot studia diverse stele pentru a vedea dacă acestea sunt lângă o gaură neagră.

Gaura neagră este un obiect cosmic atât de dens, încât lumina nu poate scăpa de câmpul său gravitațional. Centrul unei găuri negre se numește singularitate, iar în jurul ei se află un câmp gravitațional atât de puternic încât orice obiect pătrunde în perimetrul câmpului dispare în gaura neagră. Câmpul gravitațional a fost denumit orizontul evenimentului.

Singularitatea din interiorul găurii negre este un loc unde gravitația devine foarte puternică și legile relativității generale nu se mai aplică și ajung a fi înlocuite de un nou set de legi ale fizicii, cele ale gravitației cuantice.

Găurile negre se formează când o stea ajunge la sfârșitul ciclului de viață și nucleul face implozie, straturile exterioare explodează, iar cea mai mare parte a masei stelare se împrăștie în spațiu. Din stea rămâne doar nucleul, care poate lua trei forme: gaură neagră, pitică albă sau stea neutronică.

EHT, proiectul care va anunța reușita, a reunit observațiile mai multor telescoape uriașe: ALMA și APEX din Chile; IRAM 30m din Spania, LMT din Mexic, SMT din Arizona, JCMT și SMA din Hawaii și SPT din Antarctica.

Sunt două categorii de găuri negre. Cele stelare, care se formează la finalul ciclului de viață a unei stele sunt mici și aproape imposibil de observat cu uneltele din prezent. Este ca și cum ai încerca să observi o celulă umană pe Lună.

Găurile negre supermasive sunt de obicei în centrul galaxiei și au masa chiar și de câteva milioane de ori mai mari decât cea a Soarelui. S-au format acum câteva milliarde de ani și continuă să se extindă.

Cei de la Event Horizon Telescope monitorizează două găuri negre supermasive. Una este Sagittarius A care se găsește în centrul Căii Lactee, la 26.000 de ani lumină de Terra. Are o masă de 4,1 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui, iar raza ei este echivalentă cu o zecime din distanța Pământ – Soare.

A doua găură neagră monitorizată este considerată una dintre cele mai mari existente: cu masa de 6 miliarde de ori peste cea a Soarelui și de 1.500 de ori mai mare decât masa lui Sagittarius A. Se găsește la 50 milioane de ani lumină de Terra, în centrul unei galaxii numite M87.

Inițial, găurile negre au reprezentat o soluție matematică la ecuațiile teoriei relativității generale a lui Einstein. Nu exista pe atunci vreo garanție că aceste obiecte astronomice chiar există și până și Einstein a fost super-sceptic.

Astrofizicianul S Chandrasekhar arăta în anii 30 ai secolului trecut că găurile negre reprezintă o consecință inevitabilă a morții unei stele, iar oamenii de știință au început să le ia în serios ca obiecte cosmice reale. În anii 60, datorită telescoapelor cu raze X, astrofizicienii au putut presupune existența găurilor negre când au detectat quasari, obiecte cosmice cu strălucire de zeci sau sute de ori mai puternică decât a celor mai mari galaxii, obiecte care emit intens radiounde.

Înțelegem găurile negre prin presupuneri indirecte ce survin din date colectate la distanțe foarte mari obținute cu telescoape optice, radio și cu raze X. Nu s-a putut detecta direct un ”orizont al evenimentului”.

Două găuri negre se pot ciocni și pot fuziona, într-un eveniment de o putere colosală, cu atât mai interesant cu cât este vorba de două obiecte care nu sunt făcute din materie și nu au absolut nimic solid. Când două găuri negre fuzionează, o cantitate fantastică de energie se disipează, ”agitând” spațiul și timpul, la fel cum o piatră agită suprafața lacului în care o arunci.

Forța gravitațională care emană dintr-o gaură neagră este atât de fenomenală, încât un astfel de mediu este imposibil de creat în laborator.

Surse: AFP, space.com, Reuters, New York Times