Gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei și-a dezvăluit unul dintre cele mai bine păstrate secrete

După cinci decenii de încercări, astronomii au depistat în sfârșit vântul emis de gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee, galaxia în care se află sistemul nostru solar, deși acesta se dovedește a fi mai degrabă o adiere ușoară decât un uragan, scrie Reuters.

Folosind date de la radiotelescopul ALMA din Chile și de la Observatorul de raze X Chandra al NASA, aflat pe orbită, cercetătorii au observat vecinătatea cosmică a găurii negre – numită Sagittarius A*, sau Sgr A*, pe scurt.

Ei au identificat o cavitate conică vastă, umplută cu gaz fierbinte ionizat, adiacentă lui Sgr A*, despre care au concluzionat că a fost modelată de un vânt provenit de la gaura neagră, care a îndepărtat sau încălzit gazul rece ce ocupa anterior regiunea.

Cercetătorii au arătat că energia necesară pentru a crea o asemenea cavitate poate fi generată numai de o gaură neagră supermasivă.

Aproape fiecare galaxie are o gaură neagră supermasivă în centrul său

Găurile negre sunt obiecte extraordinar de dense, cu o gravitație atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa odată ce trece de un anumit punct din câmpul lor gravitațional. Galaxiile au, de regulă, o gaură neagră supermasivă în centrul lor, care atrage gaz și alte materiale din împrejurimi.

Oamenii de știință au presupus cu decenii în urmă că orice gaură neagră supermasivă activă, prin natura proceselor sale fizice, ar trebui să expulzeze o parte din gaz și din alte materiale în spațiu – fie sub forma unui vânt care se propagă spre exterior, fie sub forma unui jet.

Ulterior, ei au identificat acest fenomen la numeroase găuri negre supermasive din alte galaxii, însă până acum nu reușiseră să demonstreze că și Sgr A* face același lucru.

„Această descoperire rezolvă un mister vechi de o jumătate de secol”, a declarat Lena Murchikova, profesoară de fizică și astronomie la Northwestern University și coordonatoare a studiului publicat săptămâna aceasta în revista Astrophysical Journal Letters.

O „adiere ușoară” în mijlocul Căii Lactee

Sgr A* are o masă de aproximativ 4 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui și se află la circa 26.000 de ani-lumină de Pământ. Un an-lumină reprezintă distanța parcursă de lumină într-un an, adică aproximativ 9,5 trilioane de kilometri. Gaura neagră nu este la fel de masivă ca unele dintre cele descoperite în centrul altor galaxii și se află în prezent într-o fază relativ liniștită.

Vârful cavității în formă de con pornește din imediata vecinătate a lui Sgr A* și se extinde spre exterior. Deși cercetătorii nu sunt siguri de dimensiunea exactă a cavității, deoarece aceasta depășește câmpul lor de observație, Murchikova a spus că ar putea avea o lungime de aproximativ 6,5 ani-lumină.

Din cauza stării actuale liniștite a lui Sgr A*, vântul pe care îl generează nu este la fel de intens ca cele observate la alte găuri negre supermasive. Astronomul Mark Gorski de la Northwestern University, coordonator al studiului, a comparat aceste vânturi cu fenomenele meteorologice de pe Pământ.

„Este o adiere ușoară venită de la gaura noastră neagră supermasivă. Nu pare suficient de puternică pentru a restructura în mod drastic centrul galactic”, afirmă acesta.

„Găurile negre supermasive își petrec cea mai mare parte a timpului în această stare liniștită și blândă. Totuși, uneori trec prin episoade de activitate care variază de la furtuni obișnuite până la cele mai violente uragane. Cele mai intense vânturi sau jeturi ale lor pot perturba complet galaxiile gazdă și regiuni mult dincolo de acestea”, explică Gorski.

Cum ajung găurile negre să emită jeturi de material

Pe măsură ce gazul și alte materiale sunt atrase înspre interiorul unei găuri negre, ele ajung la viteze apropiate de cea a luminii, generând suficientă energie și presiune pentru a arunca o parte din materie în exterior.

„În timp ce o parte din gaz continuă să cadă în gaură, o altă parte este ejectată. De fapt, mai mult gaz este ejectat decât cade în gaura neagră. Acest gaz ejectat este vântul despre care vorbim”, explică și Murchikova.

„Când privim galaxii îndepărtate, este mult mai ușor să observăm fenomene violente. Vedem jeturi uriașe și puternice străpungând galaxia și tot ce se află în calea lor. Vedem vânturi violente care ejectează aproape tot gazul din galaxiile respective”, adaugă ea.

Diferența dintre un jet și un vânt este pur geometrică.

„Jeturile sunt înguste și nu se lărgesc prea mult pe măsură ce se îndepărtează de sursa lor, producând adesea un fascicul de materie. Vânturile, în schimb, sunt mai largi și se extind pe măsură ce părăsesc sursa. Este aproape ca diferența dintre o lanternă și punctul de lumină produs de un laser”, conchide Gorski.