Pentru prima dată în istorie, astronomii au capturat o imagine directă a două găuri negre supermasive care orbitează una în jurul celeilalte, oferind dovada vizuală mult-așteptată a existenței acestor perechi cosmice. Totuși, cercetătorii subliniază că sunt necesare observații suplimentare pentru o confirmare definitivă.
Detectate prin intermediul unor fluctuații subtile în lumina radio, cele două obiecte colosale sunt blocate într-un dans orbital care durează 12 ani, la o distanță de aproximativ 5 miliarde de ani-lumină de Pământ.
Imaginea dezvăluie gaura neagră mai mică, care emite un jet de particule ce se deplasează cu o viteză apropiată de cea a luminii, răsucindu-se asemeni unui furtun de grădină scăpat de sub control. Partenera sa, gaura neagră mai mare, este un monstru supermasiv cu o masă de 18 miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui nostru și este sursa unui fenomen cosmic extrem de luminos, cunoscut sub numele de blazarul OJ287. Descoperirile au fost publicate pe 9 octombrie în The Astrophysical Journal.
„Pentru prima dată, am reușit să obținem o imagine a două găuri negre care se învârt una în jurul celeilalte”, a declarat într-un comunicat autorul principal al studiului, Mauri Valtonen, astronom la Universitatea din Turku, Finlanda. „În imagine, găurile negre sunt identificate prin jeturile intense de particule pe care le emit. Găurile negre în sine sunt perfect negre, dar pot fi detectate prin aceste jeturi sau prin gazul strălucitor care le înconjoară.”
Un puzzle de secole despre aceste găuri negre
Găurile negre se formează din colapsul stelelor gigantice și cresc prin absorbția de gaz, praf, stele și chiar alte găuri negre. Pentru unele dintre aceste entități cosmice, frecarea determină încălzirea materialului care cade în spirală spre ele, ducând la emisia de lumină detectabilă de telescoape și transformându-le în așa-numitele nuclee galactice active (AGN).
Cele mai extreme AGN-uri sunt quasarii — găuri negre supermasive de miliarde de ori mai grele decât Soarele, care emit jeturi de lumină de trilioane de ori mai strălucitoare decât cele mai luminoase stele. Atunci când aceste jeturi sunt orientate direct spre Pământ, ele poartă numele de blazari.
Deși astronomii au fotografiat anterior giganții din centrul Căii Lactee și al galaxiei Messier 87, iar existența găurilor negre binare a fost confirmată prin detectarea undelor gravitaționale, nicio pereche nu a putut fi observată direct. Provocarea tehnică din spatele acestei imagini este monumentală. A distinge două obiecte la o asemenea distanță este echivalent cu a încerca să observi de la București o monedă de 10 bani aflată la New York. De aceea, deși se suspecta de mult timp că OJ287 găzduiește o pereche orbitală, telescoapele convenționale nu aveau rezoluția necesară.
Această imagine nu este doar un instantaneu, ci punctul culminant al unui efort științific ce traversează mai bine de un secol. Primele indicii au apărut pe plăci fotografice de la sfârșitul anilor 1800, cu mult înainte ca existența găurilor negre să fie confirmată, sub forma unor erupții semi-periodice de lumină. Fiecare generație de astronomi a adăugat o piesă la acest puzzle, ducând la speculațiile din anii 1980 că aceste variații de luminozitate ar putea fi cauzate de o pereche de găuri negre.
Cum a fost posibilă imaginea cu cele două găuri negre care orbitează una în jurul celeilalte
Pentru a obține dovada vizuală, echipa a folosit o rețea de telescoape ce a inclus satelitul RadioAstron (Spektr-R), un proiect rusesc operațional între anii 2011 și 2019. „Antena radio a satelitului a ajuns la jumătatea distanței până la Lună, ceea ce a îmbunătățit considerabil rezoluția imaginii”, a explicat Valtonen.
Comparând imaginea obținută cu modelele teoretice, cercetătorii au identificat două componente care corespund jeturilor emise de fiecare gaură neagră, apărând exact în pozițiile prezise de teorie.
Deși rămâne o doză de incertitudine, autorii avertizând că jeturile s-ar putea suprapune, această premieră tehnică oferă o piesă esențială în puzzle-ul evoluției galactice. Înțelegerea modului în care aceste perechi de găuri negre interacționează și, eventual, fuzionează, este fundamentală pentru a valida modelele noastre despre formarea structurilor la scară largă în Univers. Mai mult, confirmarea definitivă a acestor sisteme va ajuta la anticiparea cu mai mare precizie a surselor de unde gravitaționale – noile „simțuri” cu care omenirea explorează cosmosul. Verificarea finală va depinde de viitoarele observații, capabile să atingă din nou rezoluția excepțională a rețelei RadioAstron.
