Gaura neagră se află într-un stadiu incipient de dezvoltare, care nu a mai fost observat anterior, în care masa sa este similară cu cea a galaxiei gazdă.
Prin combinarea datelor de la Observatorul cu raze X Chandra al NASA şi de la Telescopul Spaţial James Webb, aparţinând de asemenea agenţiei spaţiale americane, o echipă de oameni de ştiinţă a reuşit să identifice semnătura revelatoare a unei găuri negre, formată la doar 470 de milioane de ani după Big Bang.
Găurile negre sunt obiecte astronomice incredibil de dense, ale căror câmpuri gravitaționale sunt atât de puternice încât nici măcar lumina nu poate scăpa din apropierea lor. În teorie, găurile negre pot fi periculoase dacă un obiect, cum ar fi o planetă, ar trece prea aproape de una, deoarece ar putea fi înghițit de forțele gravitaționale ale găurii negre. Cu toate acestea, găurile negre nu sunt considerate o amenințare directă pentru omenire în prezent, deoarece cea mai apropiată gaură neagră cunoscută de Pământ este la mii de ani lumină distanță. Acestea rămân obiecte de mare interes pentru cercetare în fizica și astronomia modernă.
Acest rezultat ar putea explica modul în care s-au format unele dintre primele găuri negre super-masive din univers, potrivit nasa.gov.
"Aveam nevoie de Webb pentru a găsi această galaxie remarcabil de îndepărtată şi de Chandra pentru a descoperi gaura ei neagră super-masivă", a declarat Akos Bogdan de la Centrul de Astrofizică - Harvard & Smithsonian (CfA), autorul principal al studiului, publicat în jurnalul Nature Astronomy, în care sunt descrise aceste rezultate.
"De asemenea, am profitat de o lupă cosmică, ce a amplificat cantitatea de lumină pe care am detectat-o", a explicat el. Acest efect de mărire este cunoscut sub numele de lentilă gravitaţională.
Echipa de cercetători a descoperit gaura neagră într-o galaxie numită UHZ1, în direcţia roiului de galaxii Abell 2744, situat la 3,5 miliarde ani-lumină de Pământ. Cu toate acestea, potrivit datelor prelevate cu ajutorul telescopului James Webb, galaxia este mult mai îndepărtată decât acest grup, la 13,2 miliarde de ani-lumină de Pământ, când universul avea doar 3% din vârsta sa actuală, potrivit NASA.
Apoi, două săptămâni de observaţii cu ajutorul Chandra au relevat prezenţa în această galaxie a unui semnături distincte a unei găuri negre supermasive în creştere.
Această descoperire este importantă pentru înţelegerea modului în care unele găuri negre super-masive pot atinge mase colosale la scurt timp după Big Bang. Se formează direct din colapsul unor nori masivi de gaz, creând găuri negre cu o greutate cuprinsă între 10.000 şi 100.000 de sori? Sau provin din exploziile primelor stele care au creat găuri negre cu o greutate cuprinsă între doar 10 şi 100 de sori?
"Există limitări fizice în ceea ce priveşte viteza cu care găurile negre pot creşte după ce s-au format, dar cele care se nasc mai masive au un avans. Este ca şi cum ai planta un puiet, care are nevoie de mai puţin timp pentru a se transforma într-un copac de dimensiuni normale decât dacă ai începe doar cu o sămânţă", a declarat Andy Goulding de la Universitatea Princeton, citat pe site-ul NASA, coautor al studiului.
Echipa condusă de Akos Bogdan a găsit dovezi solide conform cărora gaura neagră nou descoperită s-a născut masivă. Se estimează că masa sa este între 10 şi 100 de milioane de sori, pe baza luminozităţii şi energiei razelor X. Acest interval de masă este similar cu cel al tuturor stelelor din galaxia în care se află, ceea ce contrastează puternic cu găurile negre din centrele galaxiilor din universul apropiat care, de obicei, conţin doar o zecime din masa stelelor galaxiei gazdă.
Atât masa considerabilă a găurii negre la o vârstă tânără, cât şi cantitatea de raze X pe care o produce şi luminozitatea galaxiei detectate de Webb, sunt în concordanţă cu predicţiile teoretice făcute în 2017 de coautoarea Priyamvada Natarajan de la Universitatea Yale în ceea ce priveşte o "gaură neagră de dimensiuni mari" formată direct din colapsul unui nor imens de gaz.
"Credem că aceasta este prima detecţie a unei găuri negre foarte mari şi cea mai bună dovadă obţinută până acum conform căreia unele găuri negre se formează din nori masivi de gaz", a declarat Natarajan. "Pentru prima dată observăm o scurtă etapă în care o gaură neagră super-masivă cântăreşte cam cât stelele din galaxia sa, înainte de a rămâne în urmă", a adăugat specialista.
Cercetătorii intenţionează să folosească aceste constatări şi alte rezultate dobândite cu ajutorul James Webb şi al altor telescoape pentru a completa o imagine mai amplă a universului timpuriu.
