Câte tipuri de găuri negre există? Descoperirea uimitoare făcută de astronomi

Știm cu toții că o gaură neagră provine din prăbușirea gravitațională a unei stele foarte masive. Acum, de-a lungul secolului al XX-lea am aflat că acesta nu este singurul tip de gaură neagră care există în univers. Oamenii de știință au descoperit că există mai multe tipuri de găuri negre.

Alte tipuri de găuri negre descoperite de către cercetători

Putem cataloga găurile negre în funcție de cantitatea de masă pe care o conțin. Cele mai cunoscute sunt găurile negre stelare. Pe de altă parte avem găuri negre supermasive, cu o masă de milioane și chiar miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui.

Nu sunt deloc mici, ca cele anterioare, dar ating o rază asemănătoare cu distanța până la cea mai apropiată stea, Alpha Centauri. Nici nu sunt împrăștiate la întâmplare în jurul galaxiei, ci mai degrabă sunt situate în centrul acesteia.

Știri din lume

O nouă monedă în România, bani noi de la BNR. Ce valoare are, cu ce...

Știri din lume

Recunoști vedetele tale preferate transformate de un artist digital. Cum arată artiștii și politicienții dacă...

Ceea ce încă nu știu astrofizicienii este de unde provin, care este originea lor. Există diferite ipoteze, de la faptul că sunt rezultatul a sute sau mii de mici găuri negre care s-au fuzionat în vremuri străvechi, până la nori mari de gaz care se prăbușesc rapid și acumulează masa înconjurătoare, până la prăbușirea unui grup de stele.

Cu toate acestea, niciunul dintre ele nu rezolvă principalul și cel mai serios handicap al formării lor: este nevoie de o cantitate uriașă de materie într-un volum suficient de mic. În universul actual, această situație este destul de neobișnuită, dar a existat o perioadă când era mai probabil să fie găsită: când universul era tânăr.

Astrofizicienii cred că găurile negre supermasive se măresc pentru că are loc o acumulare accelerată de gaz și praf, exact ceea ce se observă în obiectele care au abundat în universul timpuriu, quasari. Acronim pentru obiecte quasi-stelare, ele sunt una dintre cele mai puternice surse de energie pe care le cunoaștem și al căror motor este considerat a fi o gaură neagră supermasivă.

Dacă da, trebuie să se fi format foarte curând, deoarece observarea celor mai îndepărtați quasari arată că găurile negre supermasive au apărut deja în Univers când acesta avea mai puțin de un miliard de ani. De atunci, aceste obiecte nu au făcut altceva decât să se mărească.

De parcă ar fi o groapă de gunoi galactică, ei adună masele de gaz și praf care le înconjoară, ceea ce le permite să crească la dimensiuni precum cea găsită în centrul Căii Lactee, a cărei masă este de 4,5 milioane de ori mai mare decât a Soarelui nostru.

Soarele se hrănește și cu verii săi mai mici, deoarece orbitează în jurul său o mulțime de găuri negre stelare care contribuie încetul cu încetul la creșterea masei sale. Potrivit estimărilor astrofizicienilor, trebuie să fie de ordinul a 20.000.

Găurile negre ultramasive

În cadrul grupului de super găuri negre, astrofizicienii disting un subgrup deosebit: așa-numitele găuri negre ultramasive (UMBH), precum cea găsită în centrul vecinului nostru M87, o galaxie eliptică gigantică situată la puțin peste 53 de milioane de ani distanță, care are o masă ce ajunge la 6.000 de milioane de mase solare.  Teoretic, „mărimea” sa are un plafon: în jur de 50.000 de milioane de mase solare, conform lui Andrew King, de la Universitatea din Leicester, Anglia.

Dar ceva este în neregulă cu astrofizicienii care studiază populația găurilor negre din univers. Avem cele care apar ca urmare a morții unei stele, care au mase între 5 și 80 de ori mai mari decât cele ale Soarelui. Apoi avem supergăurile, între 100.000 și miliarde de mase solare.

Nu există găuri negre cu masă intermediară, de 1.000 sau 10.000 de ori masa Soarelui. Această absență nu îi convinge pe astronomi, care se străduiesc să găsească dovezi că există un tip de gaură neagră intermediară. Unii indică sursele misterioase de raze X ultraluminoase ca amprenta sa digitală astronomică.

În anii 1980, satelitul Einstein, un telescop spațial cu raze X, a descoperit o nouă clasă de surse de raze X extrem de strălucitoare în unele galaxii. A fost o surpriză, pentru că nu erau aproape de găurile negre supermasive. Erau surse foarte intense care emanau în mod egal în toate direcțiile.

În plus, obiectele erau atât de luminoase încât, prin forță, trebuiau să expulzeze o parte din materia pe care o conțineau. Pe scurt, nimic din toate acestea nu ar putea fi explicat prin simple procese stelare. De la quasari la rămășițe de supernovă la găuri negre de masă intermediară.

Odată cu lansarea de noi sateliți mai puternici și mai precisi precum NuSTAR, Chandra sau XMM-Newton, un nou „suspect” s-a alăturat listei: stele neutronice, cadavre stelare a căror dimensiune este cea a unui oraș obișnuit. Deslușirea a ceea ce sunt ele este complicată pentru că nu sunt foarte abundente în univers: în galaxia noastră, de exemplu, nu a fost detectată niciuna, iar cel mult există o singură sursă ultraluminoasă de raze X per galaxie.

În 2014, o echipă de astronomi a susținut că ceea ce părea a fi un grup de stele masive care orbitează la doar 3 ani lumină de centrul galaxiei noastre, GCIRS 13E, a fost una dintre acele găuri negre evazive, în acest caz de 1.300 de mase solare.

Dar dovezile pe care le-au furnizat au fost circumstanțiale și majoritatea astronomilor sunt reticenți în a accepta concluziile lor. De atunci, alți astronomi au propus candidați intermediari pentru găuri negre, fără prea mult succes.

Microgăurile negre ale lui Stephen Hawking

Ultima este din 2017, când s-a anunțat că ar putea exista o gaură neagră de câteva mii de mase solare în clusterul globular 47 Tucanae. Deduseseră existența acesteia studiind mișcarea stelelor din cluster, dar după o analiză mai detaliată a dinamicii sale, s-a exclus că ar fi vorba despre o gaură neagră.

Pe de altă parte, este, de asemenea, necesar să explicăm de unde au venit: aici astronomii și-au lăsat imaginația să scape și printre altele este ipoteza colorată că s-ar putea forma atunci când stelele unui grup se ciocnesc într-un lanț. Oricum ar fi, enigma continuă.

Dacă o ceață densă de mister acoperă aceste găuri negre misterioase, o altă ceață mai impenetrabilă este cea a microgăurilor negre. În 1974, Stephen Hawking a postulat că ar putea exista găuri negre de mărimea unui cap de ac și cu masa unui munte.

Evident, existența lor nu se datorează colapsului stelar, iar în anii care au urmat, teoreticienii s-au străduit să găsească un mecanism care să le genereze. Big Bang-ul le-a dat acel mecanism: s-ar fi putut forma la mai puțin de o secundă după zguduirea cosmică, de aceea sunt numite și găuri negre primordiale.