Astronomii au măsurat masa unei găuri negre gigantice aflate la peste 10 miliarde de ani-lumină
Telescopul Spațial James Webb a detectat cea mai îndepărtată gaură neagră inactivă descoperită până în prezent, localizată într-o galaxie la peste 10 miliarde de ani-lumină de Terra.
Obiectul cosmic se află în galaxia MRG-M0138 și depășește cu un factor de 15 recordul anterior pentru găurile negre inactive descoperite la distanțe mari, conform unui studiu publicat în revista Science.
Vârsta Universului este estimată la 13,8 miliarde de ani, iar cercetătorii consideră că analiza unor structuri formate în primele etape ale existenței acestuia oferă o perspectivă asupra evoluției găurilor negre și a galaxiilor în epoca lor timpurie.
Se presupune că, în trecut, în galaxia MRG-M0138 a existat un quasar, o gaură neagră supermasivă extrem de luminoasă, care a trecut printr-o etapă de expansiune rapidă ce a eliminat cantități mari de gaz din galaxie. Deoarece gazul era esențial pentru formarea stelelor, acest proces a oprit brusc nașterea lor, iar gaura neagră a intrat în starea de repaus observată în prezent.
Astronomii intenționează să studieze dinamica acestor procese și viteza cu care se oprește formarea stelară în galaxiile străvechi. Galaxia MRG-M0138 face parte dintr-un proiect amplu de monitorizare a Universului timpuriu realizat cu Telescopul Spațial James Webb. În anul precedent, echipa a examinat alte patru galaxii îndepărtate, iar datele sunt în curs de analiză.
Andrew Newman, cercetător la Carnegie Science din California și autor principal al studiului, a precizat că, deși stelele din MRG-M0138 sunt foarte vechi, în celelalte galaxii observate cu JWST formarea stelelor s-a oprit mult mai târziu. „Sunt ca niște tăciuni pe care îi putem studia pentru a afla ce a stins focul”, a adăugat el, menționând că se caută semne ale gazului expulzat de o gaură neagră mai activă decât cea din MRG-M0138.
Specialiștii au calculat că gaura neagră din această galaxie are o masă de aproximativ șase miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui. Măsurarea a fost dificilă deoarece gaura neagră este complet inactivă și nu absoarbe gaz, făcând-o invizibilă pe toate lungimile de undă ale luminii.
Pentru a determina masa, cercetătorii au folosit o metodă bazată pe observarea mișcărilor stelare, tehnică folosită în mod obișnuit pentru galaxii mai apropiate. Ei au profitat de efectul de lentilă gravitațională generat de o altă galaxie situată între MRG-M0138 și Terra, care mărește imaginea galaxiei de aproape 30 de ori, permițând urmărirea stelelor aflate în orbita găurii negre.
Analizând viteza și dinamica stelelor în raport cu distanța față de centrul gravitațional, oamenii de știință au putut stabili masa găurii negre. Richard Ellis, profesor de astrofizică la University College London și coautor al studiului, a declarat: „Demonstrând fezabilitatea unei astfel de tehnici pentru galaxiile din Universul timpuriu, putem acum să realizăm un recensământ mai complet al modului în care găurile negre se dezvoltă în timp și să deducem rolul lor în modelarea evoluției galaxiilor.”
Pentru un astfel de recensământ va fi necesară utilizarea mai multor metode complementare, deoarece Telescopul Spațial James Webb analizează în detaliu doar porțiuni foarte restrânse ale boltei cerești. Echipa intenționează să utilizeze datele viitoare colectate de telescopul spațial Euclid, cu un câmp larg de vizualizare, precum și de Telescopul Spațial Nancy Grace Roman, programat pentru lansare la sfârșitul acestui an, ambele concepute pentru a scana regiuni extinse din spațiu.
Andrew Newman a mai spus: „Vrem să găsim mai multe galaxii ca acestea: locuri unde formarea stelelor s-a oprit în Universul timpuriu și care sunt amplificate de o lentilă gravitațională. Avem nevoie de imagini sensibile în infraroșu ale unor suprafețe extinse ale cerului pentru a găsi aceste obiecte rare și, din fericire, exact asta oferă telescopul Euclid și va oferi în curând Telescopul Spațial Roman.”
