O rară gaură neagră supermasivă găsită ascunsă în zorii universului ar putea indica faptul că existau cu mii de monștrii voraci care urmăreau cosmosul timpuriu mai mulți decât credeau oamenii de știință — iar astronomii nu sunt siguri de ce.
Gaura neagră primordială are o masă de aproximativ 1 miliard de ori mai mare decât cea a soarelui nostru și a fost descoperită în centrul galaxiei COS-87259. Vechea galaxie s-a format la doar 750 de milioane de ani după Big Bang și a fost observată de către Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un radioobservator din Chile, într-o mică porțiune de cer de mai puțin de 10 ori mai mică decât dimensiunea Lunii pline.
Ascunsă sub o mantie de praf stelar turbulent, gaura neagră în creștere rapidă a fost văzută consumând o parte din discul de acreție al materiei care orbitează în jurul său, în timp ce aruncă resturile într-un jet care se deplasează cu o viteză apropiată de cea a luminii. Gaura neagră monstruoasă pare să se afle într-o etapă intermediară rară de creștere, undeva între o galaxie prăfuită, cu formare de stele și o gaură neagră enormă, strălucitoare, numită quasar.
Iar mastodontul cosmic ar putea fi doar una dintre miile de găuri negre inexplicabil de mari, care se ascund sub norii din universul timpuriu, sugerează cercetătorii. Aceștia și-au publicat descoperirea pe 24 februarie în revista Monthly Notices of The Royal Astronomical Society (se deschide într-o nouă filă) .
"Sincer, explicarea existenței a aproximativ 15 quasari luminoși foarte timpurii [din aceeași perioadă de timp ca și COS-87259] a fost o mare provocare pentru astronomia extragalactică, având în vedere cât de puțin timp este necesar pentru a crește o gaură neagră atât de masivă de la Big Bang", a declarat pentru Live Science autorul principal al studiului, Ryan Endsley (deschide într-o nouă filă) , astronom la Universitatea din Texas, Austin. "Dacă găurile negre foarte timpurii de miliarde de masă solară sunt de mii de ori mai frecvente decât am crezut inițial (așa cum implică descoperirea noastră, dacă nu presupunem că am fost incredibil de norocoși), acest lucru nu face decât să exacerbeze și mai mult problema."
Un mister supermasiv
Găurile negre se nasc în urma colapsului unor stele gigantice și se dezvoltă prin înghițirea neîncetată de gaz, praf, stele și alte găuri negre din galaxiile cu stele care le conțin. Dacă cresc suficient de mari, frecarea face ca materialul care intră în spirală în gurile găurilor negre să se încălzească, iar acestea se transformă în quasari, care își scot coconii gazoși cu explozii de lumină de până la un trilion de ori mai luminoase decât cele mai strălucitoare stele.
Deoarece lumina se deplasează cu o viteză fixă în vidul spațiului, cu cât cercetătorii privesc mai adânc în univers, cu atât mai multă lumină îndepărtată interceptează și cu atât mai mult în urmă în timp văd. Simulările anterioare ale "zorilor cosmice" — epoca care cuprinde primele miliarde de ani ai universului — au sugerat că norii de gaz rece ar fi putut să se unească în stele gigantice care erau condamnate să se prăbușească rapid, creând găuri negre. Pe măsură ce universul a crescut, este posibil ca aceste prime găuri negre să fi fuzionat rapid cu altele pentru a crea găuri negre supermasive și mai mari în tot cosmosul.
Dar modul în care aceste condiții haotice au dus la crearea atâtor găuri negre supermasive este un mister; un mister care este adâncit de posibilitatea ca aceste bestii să fi fost cu miile când universul avea doar 5% din vârsta sa actuală. O lucrare de analiză (se deschide într-o filă nouă) a sugerat că quasarii mari și luminoși sunt cele mai ușor de reperat găuri negre, astfel încât acestea sunt probabil doar "vârful icebergului" monștrilor care se ascund în cosmosul tânăr.
Răspunsul la această enigmă ar putea indica o lacună în înțelegerea noastră privind formarea galaxiilor în universul timpuriu. Pe 22 februarie, un alt grup de astronomi care analizau datele obținute de Telescopul spațial James Webb au descoperit un grup de șase galaxii gargantuesce — cu vârste cuprinse între 500 și 700 de milioane de ani după Big Bang — care erau atât de masive încât erau în tensiune cu 99% din modelele cosmologice.
O posibilă explicație ar putea consta în cantitatea și activitatea frenetică a norilor denși de "explozie stelară" în care s-au format primele găuri negre. De exemplu, în aprilie 2022, descoperirea unei alte găuri negre în creștere rapidă și în tranziție, numită GNz7q, într-o galaxie cu explozie stelară de aceeași vârstă cu COS-87259, a arătat că galaxia servea stele proaspăt coapte de 1.600 de ori mai repede decât o face Calea Lactee în prezent. COS-87259 gătește cu o viteză ușor mai mică, de 1.000 de ori mai mare decât cea a Căii Lactee actuale, dar gaura sa neagră este de 20 de ori mai masivă și mai strălucitoare decât GNz7q.
"Descoperirea atât a lui COS-87259, cât și a lui GNz7q, în cursul anului trecut, a fost foarte surprinzătoare și ne împinge să ne întrebăm cum putem da sens acestor lucruri din punctul de vedere al înțelegerii creșterii timpurii a găurilor negre supermasive", a declarat Endsley.
