Găurile negre sunt obiecte fascinante, atât pentru fizicieni şi astronomi, cât şi pentru public. Deşi caracterizate de puţini parametri, găurile negre ascund multe mistere şi poate chiar şi cheia gravitaţiei cuantice, teoria la care visează mulţi cercetători.
O descoperire recentă arată cum aceste misterioase obiecte încălzesc întregul Univers, ca un fel de enorme cuptoare cosmice.
Până recent se credea că găurile negre supermasive, care au mase de milioane sau chiar sute de milioane de ori masa Soarelui şi se găsesc în centrul galaxiilor, pot influenţa doar zona din imediata lor apropiere. Asta întrucât obiectele, de exemplu stele sau planete, care trec prea aproape de aceste imense găuri negre sunt absorbite, soarta lor fiind pecetluită. O dată ce au intrat în gura acestor monştri, depăşind orizontul evenimentelor, nu mai au scăpare.
Recent însă, o echipă de cercetători din Germania, Canada şi USA a descoperit că lucrurile nu stau chiar aşa: gazul difuz care se găseşte în întregul Univers absoarbe fotoni de energie înaltă, numiţi raze gama, emişi în procesele de cădere a obiectelor în găurile negre, încălzindu-se. Rezultatul acestui studiu a fost publicat înThe Astrophysical Journal and Montlhy Notices of the Royal Astronomical Society. Această descoperire are implicaţii importante în înţelegerea proceselor care contribuie la formarea şi evoluţia structurilor în Univers. Deci radiaţia emisă de găurile negre, care sunt un fel de cuptoare cosmice, poate influenţa modul în care arată Universul nostru şi soarta acestuia.
Găurile negre supermasive din centrele galaxiilor care emit aceşti fotoni de energie extremă sunt asociate aşa-numiţilor blazari. Fotonii emişi de blazari au energii mult mai mari decât cele pe care le putem realiza la acceleratoarele de particule. Inclusiv acceleratorul de la Geneva, LHC, cel în care protonii au energii record, păleşte în fata blazarilor.
Gaura neagră din centrul galaxiei Calea Lactee (concepţie artist)
credit: winter-phantom.deviantart.com
În timp ce fotonii cu energii mici, cei din spectrul vizibil sau al undelor radio, reuşesc să parcurgă distanţe mari în Univers fără să fie absorbiţi, fotonii cu energii extreme, razele gama, generează în mediul pe care îl străbat, având energie mai mult decât suficientă, perechi de electroni şi pozitroni. Reamintim că pozitronii sunt antiparticulele electronilor – având aceeaşi masă ca aceştia, însă sarcină electrică pozitivă. La rândul lor, aceşti electroni şi pozitroni, generaţi iniţial cu viteze apropiate de cea a luminii, sunt încetiniţi prin interacţiuni cu particulele care constituie gazul din Univers. În felul acesta, pe de o parte electronii şi pozitronii pierd energie, însă gazul străbătut, primind energie, se încălzeşte. Procesul de încălzire este extrem de eficient. Temperatura poate să crească inclusiv de 100 de ori. Iau astfel naştere fluctuaţii de densitate în Univers. Zonele cu densitate mai mare pot duce la naşterea unei noi galaxii sau a chiar şi a unui cluster de galaxii.
Rezultă deci că acest proces de încălzire a gazului din Univers generat de radiaţia emisă de găurile negre supermasive ar putea influenţa evoluţia Universului şi formarea structurilor.
Grupul care a realizat acest studiu plănuieşte pentru viitor să efectueze o serie de simulări pe calculator care să ne ajute să înţelegem mai bine efectul acestei încălziri şi implicaţiile pe care le poate avea în evoluţia viitoare a Universului.
Acest studiu ne va ajuta poate să pricepem inclusiv ce rol are imensă gaura neagră din centrul galaxiei noastre. Această gaură neagră are o masă de circa 4 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui şi o rază de circa 6 ore-lumină, echivalent cu diametrul orbitei planetei Uranus.
