Astronomii descifrează misterul găurilor negre „înfometate”: De ce nu mai cresc la fel de repede
Un nou studiu vine cu o explicație pentru încetinirea creșterii găurilor negre supermasive din ultimele miliarde de ani. Cercetările arată că aceste obiecte cosmice nu mai au la dispoziție suficient „combustibil” sub formă de gaz rece pentru a se hrăni.
De ce s-a redus apetitul găurilor negre?
Găurile negre supermasive, cu mase de milioane sau miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui, au un apetit gravitațional uriaș. În primele miliarde de ani după Big Bang, ele au crescut într-un ritm surprinzător de rapid. Însă, creșterea lor a încetinit considerabil după o perioadă denumită „amiaza cosmică”, când Universul avea mai puțin de un sfert din vârsta actuală. Oamenii de știință s-au întrebat mult timp de ce se întâmplă acest lucru. Studiul recent oferă un răspuns simplu: există mai puțin gaz rece disponibil pentru aceste găuri negre.
„Știam că găurile negre cresc mai lent, dar nu și de ce, iar explicația s-a dovedit a fi că fiecare gaură neagră consumă material mult mai încet, nu că ar exista mai puține sau ar fi mai mici”, a explicat Fan Zou.
Înțelegerea modului în care cresc găurile negre este esențială, deoarece ele evoluează împreună cu galaxiile gazdă. Dimensiunea unei găuri negre supermasive este strâns legată de masa totală a stelelor și de mișcările acestora în regiunea centrală densă a galaxiei. Pentru a urmări evoluția acestor procese de-a lungul timpului cosmic, cercetătorii au folosit date din nouă studii extragalactice, combinate într-un model.
Metodologia cercetării: raze X și date vaste
Pentru a investiga acest fenomen, cercetătorii au folosit observații pe mai multe lungimi de undă pentru 1,3 milioane de galaxii și 8.000 de găuri negre supermasive active. Datele au fost colectate de la telescoape cu raze X, cum ar fi Chandra X-ray Observatory, XMM-Newton și eROSITA. „Radiația X este probabil cel mai bun indicator al creșterii găurilor negre. Este emisă constant de găurile negre active, are un contrast ridicat față de lumina stelelor și poate pătrunde prin gaz și praf”, a precizat Zhibo Yu.
Echipa a testat trei ipoteze: dacă găurile negre consumă mai puțină materie, dacă sunt mai mici sau dacă sunt mai puține. Rezultatul a fost clar: scăderea cantității de gaz rece disponibil este factorul dominant, începând de acum aproximativ 10 miliarde de ani. „Ceea ce m-a surprins cel mai mult este că am reușit să izolăm cauza principală, există într-adevăr un motiv dominant, nu un amestec complicat de factori”, a spus Fan Zou.
Scăderea este semnificativă: rata de creștere a găurilor negre a scăzut de aproximativ 22 de ori, potrivit lui Neil Brandt. Studiul nu explică ritmul extrem de rapid de creștere din Universul timpuriu, dar acoperă cea mai mare parte a istoriei cosmice, aproximativ 75%. Cercetările viitoare vor folosi seturi de date și mai extinse, inclusiv observații suplimentare în raze X și pe mai multe lungimi de undă, pentru a descoperi populații și mai mari de găuri negre.
Studiul a fost publicat în „The Astrophysical Journal”.
