Sistemul de două galaxii „Potcoava cosmică” ascunde o gaură neagră cu masa de 36 de miliarde de sori

Astronomii au descoperit o gaură neagră supermasivă cu masa de 36 de miliarde de sori, una dintre cele mai masive găuri negre identificate vreodată, în cadrul „Potcoavei cosmice”, un sistem de două galaxii aflate în constelaţia Leu, transmite revista Live Science, citată de Agerpres.

Descoperită în 2007, „Potcoava cosmică” este un sistem de două galaxii între care se produce un efect de lentilă gravitaţională (sau inelul lui Einstein). Galaxia aflată în prim-plan, LRG 3-757 este atât de masivă încât deformează şi măreşte lumina provenită de la o galaxie şi mai îndepărtată, aflată în spatele său.

Existenţa acestui efect de lentilă gravitaţională a fost postulată de Albert Einstein în 1915. Acum, un nou studiu dezvăluie de ce este atât de masivă galaxia LRG 3-757 încât produce acest efect de lentilă gravitaţională. În centrul său se află o gaură neagră supermasivă enormă chiar şi pentru standardele acestor monştri cosmici. Cercetătorii şi-au publicat studiul la 19 februarie pe portalul arXiv, nefiind încă verificat de alţi astronomi în sistem peer-review.

Teoria generală a relativităţii a lui Einstein descrie modul în care obiectele cosmice supermasive deformează textura cosmosului, continuul spaţiu-timp. Conform descoperirii lui Einstein, gravitaţia nu este rezultatul acţiunii unei forţe nevăzute ci al curbării şi distorsionării spaţiului în prezenţa materiei şi energiei.

Spaţiul curbat, la rândul său, fixează regulile cu privire la modul în care energia şi materia se mişcă. Chiar dacă lumina străbate spaţiul în linie dreaptă, atunci când trece printr-o regiune de spaţiu-timp puternic curbată, aşa cum este zona din jurul unei galaxii masive, traiectoria ei devine curbată, formând ca un inel strălucitor în jurul galaxiei.

Pentru a obţine dovezi cu privire la gaura neagră suspectată că s-ar afla în „Potcoava cosmică”, astronomii au analizat datele colectate de spectrograful Multi Unit Spectroscopic Explorer amplasat în deşertul Atacama din Chile, alături de imagini obţinute de Telescopul Spaţial Hubble.

Prin analiza puternicului efect de lentilă gravitaţională prezent în jurul galaxiei LRG 3-757 – o galaxie cu masa de 100 de ori mai mare decât a Căii Lactee – alături de viteza şi traiectoriile stelelor care se deplasează în jurul ei, cercetătorii au ajuns la concluzia că prezenţa unei găuri negre ultramasive „este necesară pentru ca ambele seturi de date să se potrivească simultan”.

Această descoperire plasează gaura neagră din galaxia LRG 3-757 în topul celor mai mari găuri negre supermasive cunoscute. Cea mai mare gaură neagră supermasivă, denumită Ton 618, are masa estimată a 66 de miliarde de sori, iar toată această masă este concentrată într-un spaţiu de 40 de ori mai mare decât distanţa dintre Neptun şi Soare. O altă gaură neagră supermasivă, cea din centrul roiului galactiv Holm 15A, are masa estimată la 44 de miliarde de mase solare şi acoperă o regiune din spaţiu cu raza de până la 30 de ori mai mare decât distanţa dintre Neptun şi Soare.

Astronomii nu ştiu încă modul în care s-a format gaura neagră din centrul galaxiei LRG 3-757, dar stelele care gravitează în jurul său se deplasează relativ încet, iar traiectoriile lor sunt mai puţin haotice decât ar fi fost de aşteptat de la o gaură neagră de o asemenea magnitudine. Acest lucru ar putea fi legat de faptul că unele dintre stelele din apropierea sa provin din alte galaxii cu care a fuzionat LRG 3-757, sau poate că aceste stele s-au format chiar pe acele orbite, alimentate de puternicele jeturi de energie pe care le pot emite găurile negre. Sau poate că gaura neagră a înghiţit numeroase dintre stelele din jur, fapt ce a contribuit la creşterea sa în masă şi au rămas în relativa sa apropiere doar stelele aflate pe orbite mai stabile.

Astronomii aşteaptă mai multe date cu privire la povestea acestei găuri negre din galaxia LRG 3-757 de la telescopul spaţial Euclid, care a început acum un an o misiune care va dura 6 ani şi în care va cataloga o treime din cerul nopţii prin capturarea a mii de imagini panoramice. Euclid va capta lumina provenită de la peste 1 miliard de galaxii ce au vârste de până la 10 miliarde de ani, conform Agenţiei Spaţiale Europene (ESA).

Odată încheiată această misiune, astronomii vor folosi imaginile obţinute de Euclid pentru a crea două hărţi: una formată din multe alte inele ale lui Einstein, iar cealaltă prezentând undele de şoc denumite oscilaţii acustice barionice. Aceste hărţi ar trebui să-i ajute pe cercetători să caute eventualele urme ale materiei întunecate şi energiei întunecate – misterioase componente ale Universului despre care se crede că ar reprezenta majoritatea covârşitoare a materiei din cosmos şi respectiv motorul expansiunii accelerate a Universului.

„Misiunea Euclid este aşteptată să descopere sute de mii de efecte de lentilă gravitaţională în următorii 5 ani. Această nouă eră a descoperirilor promite să adâncească înţelegerea modului în care evoluează galaxiile şi interacţiunile dintre materia barionică (ordinară) şi cea întunecată”, conform studiului.