Astronomii au descoperit cea mai mare gaura neagra cunoscuta pana acum

Astronomii au folosit Observatorul cu raze X Chandra al NASA si o serie de alte telescoape pentru a descoperi una dintre cele mai puternice gauri negre cunoscute pana acum. Obiectul cosmic descoperit a creat structuri enorme in gazul fierbinte care il inconjoara si a impiedicat formarea a mii de miliarde de stele, scrie Agentie Spatiala Americana.

Gaura neagra se afla intr-un roi de galaxii numit RX J1532.9 + 3021 (pe scurt RX J1532), situat la circa 3,9 miliarde de ani lumina distanta de Pamant. Imaginea alaturata este un compozit de date in raze X prelevate de Chandra, care arata gazul fierbinte din nor in culoarea violet, si date optice obtinute de Telescopul spatial Hubble care arata galaxiile in galben. Roiul este foarte luminos in raze X sugerand ca este foarte mare, cu o masa de circa un cvadrilion – o mie de trilioane – mai mare decat cea a Soarelui. Potrivit NASA, in centrul roiului se gaseste o galaxie eliptica mare ce contine o gaura neagra supermasiva.

Volumul mare de gaz fierbinte aflat in apropierea centrului roiului reprezinta un puzzle. Gazul fierbinte ar trebui sa se raceasca, iar gazul dens din centrul roiului ar trebui sa se raceasca cel mai rapid. Presiunea inregistrata in gazul racit din zona centrala ar trebui sa scada, iar gazul afllat la distante mai mari ar trebui sa se apropie de aceasta zona, in proces formandu-se mii de miliarde de stele de-a lungul drumului. Cu toate acestea, astronomii nu au gasit nicio dovada a unei explozii de stele originand din centrul acestui roi.

Roiul de galaxii RX J1532 / Foto: X-ray: NASA/CXC/Stanford/J.Hlavacek-Larrondo et al, Optical: NASA/ESA/STScI/M.Postman&CLASH team

Acesta problema a fost observata in mai multe roiuri de galaxii, insa cazul RX J1532 este unul extrem, unde racirea gazului ar trebui sa fie, potrivit NASA, dramatica, din cauza densitatii mari a gazului din apropierea centrului. Din miile de roiuri cunoscute pana in prezent, mai putin de o duzina prezinta carateristici la fel de deosebite precum RX J1532. Roiul Phoenix reprezinta cel mai extrem caz, unde, dimpotriva, se poate observa formarea unui numar foarte mare de stele.

Astronomii s-au intrebat ce anume impiedica formarea stelelor in RX J1532. Imagini obtinute de Observatorul Chandra si Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) al National Science Fundation (NSF) au oferit un raspuns la aceasta intrebare. Imaginea in raze X arata doua cavitati mari in gazul fierbinte pe fiecare parte a galaxiei centrale. Imaginea realizata de Chandra a fost prelucrata pentru a evidentia aceste cavitatile. Ambele cavitati sunt aliniate cu jeturi observate in imaginile realizate de VLA. Asezarea gaurii neagre supermasive este o dovada puternica a faptului ca jeturile supersonice generate de gaura neagra au forat in gazul fierbinte si l-au impins formand cavitatile.

Fronturi de soc – asemanatoare cu un boom sonic – au provocat extinderea cavitatilor si eliberarea de energie prin unde de sunet care reverbereaza prin gazul fierbinte, furnizand o sursa de caldura ce impiedica racirea gazului si formarea de noi stele.

Cavitatile se afla la distante de aproximativ 100.000 de ani-lumina una de alta, distanta aproximativ egala cu latimea galaxiei Calea Lactee. Puterea necesara pentru a le genera este printre cele mai mari descoperite pana acum in roiurile de galaxii. Spre exemplu, puterea este de aproape 10 de ori mai mare decat cea necesare pentru a crea bine-cunoscutele cavitati din Perseus.

Desi energia necesara pentru a alimenta jeturile trebuie sa fi fost generata de materia absorbita de gaura neagra, nu au fost detectate emisii de raze X de la aceasta materie. Acest lucru poate fi explicat in cazul in care gaura neagra este „ultramasiva”, mai degraba decat supermasiva, subliniaza NASA, cu o masa de peste 10 de miliarde de ori mai mare cea a Soarelui. O astfel de gaura neagra ar trebui sa fie capabila sa produca jeturi puternice, fara a consuma cantitati mari de masa, astfel incat radiatiile ar fi slabe.

O alta posibila explicatie este ca gaura neagra are o masa de doar aproximativ un trilion de ori mai mare decat a Soarelui, dar se roteste extrem de rapid. O astfel de gaura neagra poate produce jeturi mai puternice decat o gaura neagra care se invarte incet, consumand aceeasi cantitate de materie. In cazul ambelor explicatii, gaura neagra este extrem de masiva.

O lucrare care descrie aceasta descoperire a fost publicata in 10 noiembrie 2013 in revista de specialitate Astrophysical Journal si este disponibila on-line. Autorul principal al studiului este Julie Hlavacek – Larrondo de la Universitatea Stanford. Datele Hubble folosite in aceasta analiza fac parte din studiul Cluster Lensing and Supernova, condus de Marc Postman de la Space Telescope Science Institute.