Un eveniment rar, ce are loc la 26.000 de ani-lumină distanţă, ne arată cum funcţionează cu adevărat o gaură neagră

Gaura neagră situată în centrul galaxiei noastre a fost supusă unei „diete” pentru aproape un milion de ani, însă acum a sosit vremea pentru o gustare.

Oamenii de ştiinţă din Garching, Germania, urmăresc îndeaproape un eveniment rar ce are loc la aproximativ 26.000 de ani-lumină distanţă: o gaură neagră uriaşă surprinsă în timp ce devorează un nor de gaz uriaş. Acest eveniment permite oamenilor să vadă pentru prima dată modul în care o gaură neagră îşi foloseşte puterea gravitaţională masivă pentru a atrage şi consuma materiale interstelare, un fenomen foarte puţin înţeles.

„Norul este descompus”, spune Stefan Gillessen de la Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics din Garching, cercetătorul care a descoperit acest eveniment în 2011.

O gaură neagră se poate forma atunci când o stea de mari dimensiuni moare şi materia sa colapsează într-un volum mult mai redus (ca şi cum masa Pământului ar fi înghesuită într-o bilă de dimensiunea unei mărgele). Gravitaţia ce rezultă în urma acestui proces este atât de intensă încât nici lumina nu poate scăpa.

Ce se ştie despre găurile negre este, în cea mai mare parte, teoretic, iar oamenii de ştiinţă sunt entuziasmaţi să aibă oportunitatea de a colecta mai multe date din lumea reală. Cele mai bune telescoape nu sunt suficient de puternice pentru acest lucru, pentru că majoritatea găurilor negre se află la milioane de ani-lumină distanţă. De altfel, abia acum un deceniu oamenii de ştiinţă au concluzionat că o gaură neagră supermasivă se găseşte surprinzător de aproape de noi, în Calea Lactee.

Acum, într-o întâmplare norocoasă, gaura neagră cu care ne învecinăm a început să ofere câteva „artificii celeste” neaşteptate. Gaura neagră din Calea Lactee atrage bucăţele de material interstelar de aproape un milion de ani. Stelele ce orbitează în apropiere de gaura neagră sugerează că aceasta are puterea gravitaţională a patru milioane de sori. Acum, această atracţie gravitaţională începe să acţioneze asupra norului de gaz, ce măsoară aproximativ 60 de miliarde de kilometri în lungime.

Folosind date colectate de Very Large Telescope (VLT), un telescop finanţat de ţările din Europa şi situat la mare altitudine în deşertul Atacama din Chile, echipa dr. Gillessen a concluzionat recent că partea din faţă a norului de gaz călătoreşte cu 500 de kilometri pe secundă mai rapid decât partea din spate a norului. Deja 10% din nor a fost atras în partea îndepărtată a găurii negre.

Cercetătorii speră să observe acest eveniment cosmic pentru cel puţin încă un an. Oamenii de ştiinţă au multe întrebări: Oare norul va fi fărămiţat în bucăţi şi absorbit, sau o mare parte din el va rămâne în orbită în jurul găurii negre? Va deveni mai luminoasă gaura neagră pe măsură ce îşi consumă prada? Oare Teoria Relativităţii enunţată de Einstein, ce nu a fost niciodată testată în asemenea condiţii extreme, va rămâne în picioare?

„În astronomie ai foarte rar şansa de a surprinde ceva în flagrant”, explică Andrea Ghez, un astrofizician ce conduce un grup rival ce observă evenimentul de la Universitatea din California. „Pur şi simplu nu ştim ce se va întâmpla”, spune specialistul.

În 2006, echipa condusă de doctorul Ghez a observat un obiect în apropierea găurii negre din Calea Lactee. Totuşi, obiectul nu părea foarte interesant, „astfel că nu ne-am concentrat asupra sa”, explică Ghez.

Cinci ani mai târziu, Dr. Gillessen folosea un telescop din Chile pentru a observa stelele ce orbitează gaura neagră. Studiind datele mai vechi, cercetătorul a descoperit acelaşi obiect zărit de dr. Ghez. „Era o pată mică – nu o stea fierbinte, ci ceva rece”, îşi aminteşte Andreas Burkert, un fizician de la Max Plancks şi totodată un coleg al doctorului Gillessen. „Ne-am gândit că observaţia era probabil o greşeală”, explică Burkert.

În ianuarie 2012, echipa de la Max Planck şi-a publicat descoperirea în jurnalul Nature. Cercetătorii au concluzionat că „pata” era un nor de gaz de origine necunoscută ce se afla în mrejele gravitaţionale ale găurii negre.

Până acum câţiva ani, oamenii de ştiinţă abia puteau să observe obiecte situate în centrul galaxiei noastre, parţial din cauza estompării provocate de atmosfera Pământului, acelaşi efect care face ca stelele să licărească. De asemenea, deoarece praful din centrul galaxiei noastre absoarbe cea mai mare parte a luminii optice, telescoapele optice sunt în mare parte inutile.

Dr. Gillessen şi alţi specialişti se bazează atunci pe telescoape ce privesc centrul galaxiei în spectrul infraroşu al luminii. O inovaţie mai recentă este tehnica supranumită „optica adaptivă”, ce poate corecta efectul de estompare. Anul acesta, cercetătorii au făcut peste 40 de propuneri de observare a întânirii găurii negre cu norul de gaz.

Într-o dimineaţă recentă, Dr. Gillessen a folosit un computer din biroul său pentru a arăta o succesiune de imagini capturate de VLT. În 2002, norul de gaz (reprezentat în imagine de o mică pată albastră) părea să se apropie de gaura neagră din Calea Lactee. „Nu merge într-o linie dreaptă, ceea ce înseamnă că un alt obiect îl atrage”, explică Gillessen. Datele colectate în 2008 arată că norul de gaz călătorea cu o viteză de 1290 de kilometri pe secundă — mult mai rapid decât Terra, care se deplasează cu aproximativ 30 de kilometri pe secundă. De asemenea, date mai recente arată că norul se deplasează cu aproape 2.000 de km pe secundă, ceea ce sugerează că atracţia găurii negre devine din ce în ce mai puternică. O altă imagine surprinde o porţiune din norul de gaz ce se întinde pe o suprafaţă de 10 ori mai lungă decât se întindea în 2004.

Ulterior, dr. Gillessen s-a îndreptat către un laborator unde construieşte alături de colegii săi un dispozitiv de aproximativ 2 metri în lungime cunoscut sub numele de „Gravity Machine”. Atunci când va fi finalizat, în vara lui 2014, aparatul în valoare de 27 de milioane de dolari va combina semnalele luminoase de la cele patru telescoape ale VLT pentru a permite efectuarea unor măsurători mult mai precise.

Periodic, gaura neagră pâlpâie, la fel cum atmosfera Pământului se luminează temporar de la fulgere. Dr. Gillessen afirmă că întâlnirea cu norul de gaz ar putea face ca aceste izbucniri ale găurii negre să devină mai frecvente şi mai violente. În acest gaz, dispozitivul sofisticat ce se construieşte acum ar permite detectarea acestor semnale mai uşor, oferind oamenilor de ştiinţă mai multe informaţii despre cum funcţionează gaura neagră.

La fel ca în cazul multor altor observaţii astronomice, aceasta are o uşoară tentă suprarealistă. Gaura neagră a Căii Lactee se găseşte la 26.000 de ani-lumină distanţă. Acest lucru înseamnă că evenimentul cu norul de gaz a avut loc acum 26.000 de ani, fiind nevoie de această perioadă îndelungată ca lumina să ajungă la noi. „Ne aflăm în suburbiile galaxiei, astfel că filmul abia acum a ajuns la noi. Dar este un film extraordinar”, a concluzionat dr. Ghez.

Sursa: Wall Street Journal