Gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre are în jur gaz, praf și stele, și totuși consumă materie mai lent decât altele de felul ei. Indicii despre procesele care o alimentează vin acum de la telescopul spațial James Webb, care a analizat gazul din preajma ei și l-a găsit bogat în metale.
Gazul care orbitează în jurul lui Sagittarius A* (Sgr A*), gaura neagră din centrul Căii Lactee, s-a îmbogățit chimic, au descoperit cercetătorii de la Institutul Spațial Trottier al Universității McGill, din Canada. Metalele provin probabil de la stele care au explodat și care, de-a lungul timpului, au eliberat materie în mediul din jur. Descoperirea lasă astfel să se întrevadă de unde ar putea veni materia pe care gaura neagră o are de consumat.
Pentru astronomi, „metale” sunt toate elementele mai grele decât hidrogenul și heliul, iar carbonul și oxigenul intră aici la fel ca fierul și aurul. Cât de bogat este gazul în asemenea elemente o arată studiul, publicat în revista The Astronomical Journal: abundența lor este de aproximativ 1,8 ori mai mare decât în Soare.
Gazul și stelele ar putea avea aceeași origine
Sgr A* se află mai aproape de Pământ decât orice altă gaură neagră supermasivă și, tocmai de aceea, este mai ușor de observat. Echipa de cercetare i-a studiat împrejurimile cu date de la telescopul spațial James Webb, lansat în urmă cu 5 ani, care măsoară lumina infraroșie pe o gamă largă de lungimi de undă, cu o rezoluție spectrală și spațială fără precedent.
Așa au reușit cercetătorii să distingă semnăturile termice ale mai multor nori de gaz care orbitează în apropierea găurii negre și să măsoare cu precizie conținutul de metale al fiecăruia.
Gazul s-a dovedit asemănător, prin compoziție, cu multe dintre stelele care orbitează în jurul lui Sgr A*, ceea ce sugerează că gazul și stelele s-ar fi putut forma împreună. Potrivit cercetătorilor, descoperirile ne-ar putea ajuta să înțelegem cum sunt răspândite metalele în jurul găurilor negre supermasive din galaxii mai îndepărtate, dar și prin ce procese au ajuns pe Pământ multe dintre aceste elemente.
Metalele influențează felul în care se hrănește gaura neagră
Compoziția chimică are un cuvânt de spus și în ceea ce se întâmplă cu gazul. Metalele influențează cât de repede se răcește acesta, iar viteza de răcire influențează, la rândul ei, cât de ușor îl poate atrage gaura neagră.
Studiul oferă și un reper. Simulări anterioare, citate de autori, arată că o abundență de aproximativ trei ori mai mare decât a Soarelui ar putea fi pragul care hotărăște dacă gazul se răcește îndeajuns de eficient cât să se adune într-un disc de acreție în jurul lui Sgr A*. Valorile măsurate acum sunt sub acest prag.
„Știm că în centrul galaxiei noastre se află o gaură neagră care absoarbe materie, dar vedem că ea consumă mult mai puțin decât alte găuri negre supermasive și mai lent. Ca să înțelegem de ce se întâmplă asta, trebuie să analizăm proprietățile materiei pe care o are de consumat, inclusiv gazul, praful și stelele care orbitează în jurul ei”, a declarat Nicole Ford, autoarea principală a studiului și doctorandă în grupul de cercetare condus de prof. Daryl Haggard la Departamentul de Fizică al Universității McGill.
Gazul nu e un martor de încredere al izbucnirilor trecute
Descoperirile completează un studiu recent condus de dr. Mayura Balakrishnan. Publicat tot în revista The Astrophysical Journal, acesta a verificat dacă gazul din jur păstrează dovezi ale unor izbucniri de energie din trecutul găurii negre.
Sgr A* are asemenea izbucniri: erupții scurte de radiație, care durează în jur de o oră și care, în raze X, apar în medie o dată pe zi.
Studiul a constatat că lumina emisă de gaz este modelată de condițiile locale, așa că influența găurii negre e greu de izolat. Ca să străbată gazul, lumina are nevoie de 0,1 până la 10 zile, cu mult peste durata unei izbucniri, iar gazul ajunge să răspundă la radiația medie, nu la fiecare erupție în parte.
Rezultatele nu exclud ca gaura neagră să fi avut izbucniri în trecut. Arată însă că gazul din jur nu poate oferi o istorie fiabilă a activității ei.
„Hrana” găurii negre din centrul Căii Lactee este, așadar, un gaz care s-ar fi putut forma odată cu stelele din vecinătate și care e încărcat cu elemente grele, lăsate probabil în urmă de stele care au explodat. Este mai bogat în metale decât Soarele, dar sub pragul de la care, potrivit simulărilor, s-ar putea răci destul cât să se strângă într-un disc. Iar ca arhivă a trecutului nu poate fi folosit, fiindcă izbucnirile găurii negre nu lasă în el o urmă care să poată fi măsurată. Cum anume atrage Sgr A* materia rămâne de lămurit: Ford a precizat că, pentru asta, observațiile vor trebui comparate cu simulări care urmăresc evoluția gazului pe perioade mai lungi de timp.
Ce s-a mai descoperit în Univers?
O explozie nucleară ar putea salva Pământul de un asteroid. Există însă o problemă
Astronomii au descoperit o lume nouă în Sistemul Solar, ascunsă dincolo de Neptun
O particulă-fantomă ignorată, din primele clipe ale Universului, ar putea explica de ce există totul
Un microorganism care se hrănește cu praf marțian, supraviețuiește în spațiu și poate produce oxigen pentru colonii
