găuri negre

Un obiect descoperit în Universul timpuriu era prea fierbinte pentru vârsta sa. Potrivit in-space.ru , astronomii au detectat roiul galactic anomal SPT2349-56 la doar 1,4 miliarde de ani după Big Bang.

Prea devreme și prea cald

Gazul din interiorul SPT2349-56 s-a dovedit a fi semnificativ mai fierbinte decât permit modelele existente. De obicei, încălzirea gravitațională a roiurilor de stele durează miliarde de ani. „Nu ne așteptam să vedem o atmosferă atât de fierbinte atât de devreme în istoria cosmică”, spune studentul absolvent Dazhi Zhou. El recunoaște că echipa a pus inițial la îndoială datele. „La început, am fost sceptic; semnalul era prea puternic pentru a fi real”, recunoaște el. Cu toate acestea, după luni de teste, concluzia a fost confirmată. Gazul s-a dovedit a fi de cel puțin cinci ori mai fierbinte decât se prezisese. Temperatura a depășit 10 milioane de Kelvin, comparabilă cu cea a roiurilor moderne.

Umbra Big Bang-ului

SPT2349-56 a fost observat pentru prima dată în 2010 folosind Telescopul Polului Sud din Antarctica. Chiar și atunci, obiectul părea neobișnuit.

În 2018, observațiile ulterioare au dezvăluit că acest roi de galaxii este format din peste 30 de galaxii. Acestea formează stele de o mie de ori mai repede decât Calea Lactee și se apropie rapid unele de altele. Din cauza unor astfel de procese violente, astronomii se așteptau ca obiectul să ofere indicii despre modul în care au evoluat galaxiile, în special în perioada critică a universului timpuriu. Echipa lui Zhou a folosit radiotelescopul ALMA pentru a studia fundalul cosmic de microunde. Aceștia căutau efectul Sunyaev-Zel'dovich. Acest efect apare ca o „umbră” de gaz fierbinte pe fundalul radiației cosmice de microunde. Deoarece fundalul este uniform, astfel de distorsiuni sunt clar vizibile.

Găurile negre schimbă imaginea

Semnalul nu a fost doar distinct, ci și excepțional de puternic. Analiza a relevat o semnătură termică distinctă a electronilor fierbinți.

Modelele existente arată că gravitația singură este insuficientă pentru o astfel de încălzire. Oamenii de știință emit ipoteza unei surse suplimentare de energie. Aceștia sugerează că jeturile a cel puțin trei găuri negre supermasive joacă un rol cheie. Acestea ar fi putut pompa activ energie în gazul intergalactic. „Acest lucru sugerează că găurile negre influențau deja semnificativ mediul”, explică Scott Chapman. El observă că acest lucru s-a întâmplat mai devreme și mai intens decât se aștepta. Descoperirea indică caracterul incomplet al teoriilor actuale. Evoluția roiurilor de stele ar trebui considerată ca un ecosistem unificat. „Vrem să înțelegem relația dintre formarea stelelor, găurile negre active și o atmosferă supraîncălzită”, spune Zhou.

Întrebarea despre care stele și care găuri negre au apărut primele este cam o problemă de genul „oul și găina”. Care a apărut prima? Vedem stele masive transformându-se în găuri negre - acesta este un fapt dovedit. În același timp, detectăm prezența unor găuri negre supermasive în Universul timpuriu, care pur și simplu nu ar fi avut timp să crească până la mase detectabile. Telescopul Spațial James Webb pare pregătit să răspundă la acest mister .

Recent, o echipă de oameni de știință de la Universitatea Johns Hopkins din Statele Unite și Universitatea Sorbonne din Franța a publicat un articol în The Astrophysical Journal Letters, în care au compilat date Webb despre găurile negre descoperite în Universul timpuriu și au prezentat mai multe dovezi în favoarea ipotezei nașterii simultane a stelelor și a găurilor negre. Aceste date vor fi acumulate și completate de noi observații, ceea ce va permite în cele din urmă dezvoltarea unei teorii coerente a evoluției obiectelor din Univers și din Universul în sine.

Oamenii de știință au observat că Webb a descoperit o gaură neagră supermasivă la 470 de milioane de ani după Big Bang și o alta la 400 de milioane de ani mai târziu. Masa acesteia din urmă a fost determinată la 1,6 milioane de mase solare. Aceasta era situată în centrul unei galaxii mai ușoare decât gaura din miezul său. O gaură neagră cu o astfel de masă nu ar fi putut crește până la o dimensiune detectabilă. Din ceea ce am observat, găurile negre s-au format după colapsul stelelor pe moarte cu mase mai mari de 50 de mase solare. Nimic de genul acesta nu s-ar fi putut întâmpla în universul timpuriu pentru a produce efectul observat - o galaxie minusculă grupată în jurul unei găuri negre supermasive.

Cercetătorii au ajuns la concluzia că găurile negre primordiale s-au format simultan cu primele stele sau puțin mai devreme, din nori de materie primordială. Centrele acestor nori s-au prăbușit, iar gaura neagră formată în fiecare a început să emită un vânt care a declanșat și a accelerat procesul de formare a stelelor. În esență, găurile negre primordiale au devenit instrumentul care a asamblat și modelat galaxiile în structurile pe care le observăm.

„Susținem că jeturile de gaz din nori zboară din găurile negre, transformându-le în stele și accelerând semnificativ rata de formare a stelelor”, spun autorii lucrării. „Nu putem vedea cu precizie aceste vânturi puternice sau jeturi de gaze la mare distanță, dar știm că trebuie să fie acolo, deoarece vedem multe găuri negre în stadiile incipiente ale Universului.”.

Citește sursa