Astronomii au observat cea mai grea pereche de găuri negre văzută vreodată – un duo care cântărește echivalentul a 28 de miliarde de sori. Masa combinată a găurilor negre este atât de mare încât refuză să se ciocnească și să fuzioneze.
Binarul găurii negre, încorporat în galaxia „fosilă” B2 0402+379, constă din două găuri negre supermasive enorme care se învârt între ele la doar 24 de ani lumină unul de celălalt, făcându-le cea mai apropiată pereche de găuri negre observată vreodată.
Cu toate acestea, în ciuda proximității lor extreme, monștrii gemeni sunt blocați în limboul orbital: nu se mai apropie, ei repetă același dans interminabil de mai bine de 3 miliarde de ani. Astronomii încă nu sunt siguri dacă baletul găurii negre va continua fără pauză sau se va încheia cu o coliziune spectaculoasă. Cercetătorii și-au raportat descoperirile pe 5 ianuarie în Jurnalul de astrofizică.
„În mod normal, se pare că galaxiile cu perechi de găuri negre mai ușoare au suficiente stele și masă pentru a le uni rapid pe cele două”, co-autor. Roger Romaniprofesor de fizică la Universitatea Stanford, a spus într-o declarație. „Din moment ce această pereche este atât de grea, încât au nevoie de o mulțime de stele și gaz pentru a face treaba. Dar binara a cercetat galaxia centrală a unei astfel de materii, lăsând-o blocată”.
Găuri negre se nasc din prăbușirea stelelor gigantice și cresc prin saturarea de orice se apropie prea mult – fie că este vorba de gaz, praf, stele sau alte găuri negre. Totuși, de unde au venit primele găuri negre rămâne un mister.
Simulările anterioare ale „zorii cosmici” – primul miliard de ani ai universului – sugerează că găurile negre s-au născut din nori ondulatori de gaz rece și praf care s-au unit în stele atât de masive încât au fost sortite să se prăbușească rapid. Odată născute, aceste găuri negre s-au mărit, trăgând în jurul lor trenuri tot mai mari de gaz, care în cele din urmă s-au prăbușit în primele stele ale galaxiilor pitice.
Astronomii susțin că, pe măsură ce universul a crescut, găurile negre din interiorul acestor galaxii pitice s-au combinat rapid cu altele pentru a însămânța găuri negre și mai mari, supermasive – și odată cu ele și galaxii mai mari.
Pentru a găsi o pereche de găuri negre aproape de fuziune, astronomii au cercetat datele de arhivă culese de telescopul Gemini North din Hawaii. Folosind spectrograful telescopului (numit GMOS) pentru a sparge lumina de la stele în culori distincte, oamenii de știință au descoperit lumină care provine de la accelerarea soarelui în jurul găurilor negre.
Acest lucru i-a condus pe astronomi la B2 0402+379 – un „cluster fosil” format atunci când un întreg grup de galaxii în valoare de stele și gaz s-a combinat într-o galaxie gigantesca.
„Sensibilitatea excelentă a GMOS ne-a permis să cartografiam vitezele crescânde ale stelelor pe măsură ce ne uităm mai aproape de centrul galaxiei”, a spus Romani. „Cu asta, am putut deduce masa totală a găurilor negre care se află acolo”.
Se crede că găurile negre din interiorul galaxiilor care fuzionează se combină intrând pe orbită una în jurul celeilalte și, în cele din urmă, strângându-se din ce în ce mai aproape, pe măsură ce dansul lor disipează impulsul unghiular prin accelerarea stelelor din apropiere.
Odată ce o pereche este suficient de aproape, oamenii de știință cred că valuri gravitationale — distorsiunile tunătoare ale spațiu-timpului produse de piruetele găurilor negre — transportă suficientă energie pentru ca monștrii care se duelează să încetinească și să fuzioneze.
Dar oamenii de știință nu au observat niciodată că două găuri negre fac acest lucru, iar fuziunea găurilor negre ale lui B2 0402+379 s-a încăpățânat să se blocheze în ultimii 3 miliarde de ani – o consecință, cred cercetătorii, a perechii gigantice fiind atât de masive încât nimic nu a fost capabil. pentru a le încetini.
„Așteptăm cu nerăbdare investigațiile ulterioare ale nucleului B2 0402+379, unde ne vom uita la cât de mult gaz este prezent”, autorul principal. Tirth Surti, un student la fizică la Stanford, a spus în declarație. „Acest lucru ar trebui să ne ofere mai multe informații dacă găurile negre supermasive se pot fuziona în cele din urmă sau dacă vor rămâne blocate ca binare”.