În adâncul spațiului cosmic, un spectacol de o violență extremă are loc în tăcere. Echipa de cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) a făcut recent o descoperire impresionantă, identificând 18 noi găuri negre ce sfâșie și devorează stele, dublând astfel numărul de Evenimente de Disrupție Mareică (EDM) observate în universul local.
Aceste evenimente dramatice, cunoscute și sub denumirea de “spaghettificare”, se produc atunci când o stea se apropie prea mult de o găură neagră. Forța gravitațională imensă a găurii negre generează forțe mareice care distorsionează și rup corpul stelar, întinzându-l pe verticală și comprimându-l pe orizontală. Materialul stelar rezultat formează un disc aplatizat în jurul găurii negre, o parte din acesta fiind absorbită de nucleul găurii, în timp ce alt material este direcționat către poli de câmpuri magnetice puternice și expulzat sub formă de jeturi aproape la viteza luminii.
Până acum, astronomii credeau că găurile negre sfâșie și devorează stelele, eliberând jeturi energetice în galaxii care au trecut recent printr-o perioadă intensă de naștere a stelelor, cunoscută sub numele de “starburst”. Totuși, cercetarea recentă sugerează că EDM-uri pot avea loc într-o gamă mult mai largă de galaxii, oferind noi perspective asupra fizicii extreme care înconjoară aceste evenimente.
“Oamenii au venit cu soluții foarte exotice pentru aceste puzzle-uri, iar acum am ajuns în punctul în care putem rezolva toate acestea”, a declarat Erin Kara, membră a echipei și profesor asistent de fizică la MIT.
Echipa MIT a început căutarea găurilor negre devoratoare de stele după ce a descoperit cel mai apropiat EDM de Pământ văzut vreodată, observat sub formă de o flacără din galaxia NGC 7392, situată la aproximativ 137 de milioane de ani-lumină de Pământ. Aceasta a deschis o nouă metodă de identificare a găurilor negre active, utilizând lumina infraroșie și un algoritm care caută modele în datele infraroșii indicând explozii de radiații tranzitorii sau “tranziente”. Tehnica a fost bazată pe date istorice colectate de Explorer-ul de Supraveghere Infraroșie pe Domeniu Larg al NASA (NEOWISE), care, de la lansarea sa în 2009, a căutat pe cer explozii scurte de lumină infraroșie.
18 Găuri Negre Observate de Cercetători Devorând Stelele Apropiate
Echipa a corelat apoi tranzienții pe care i-au găsit cu un catalog de galaxii aflate la o distanță de până la 600 de milioane de ani-lumină de Pământ, relevând că exploziile infraroșii pot fi urmărite până la aproximativ 1.000 de galaxii.
Zoomând asupra acestor galaxii, cercetătorii au încercat să descopere dacă semnalele detectate proveneau de la EDM-uri sau dacă ar fi putut fi declanșate de alte evenimente violente, cum ar fi explozia supernovei unei stele masive în declin. Acest lucru a dus în cele din urmă la descoperirea a 18 semnale legitime de EDM, rezultat al influenței gravitaționale a găurilor negre generând forțe mareice în stele care au dus în cele din urmă la niște morți stelare sângeroase.
Surprinzător, echipa a constatat că EDM-urile par să aibă loc într-o gamă largă de galaxii de pe întreg cerul, inclusiv în unele pline de nori groși de praf. “Dacă te-ai uita în cer și ai vedea un grup de galaxii, EDM-urile s-ar produce reprezentativ în toate acestea”, a spus Megan Masterson, autor principal al cercetării și student la doctorat la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetarea Spațiului de la MIT.
În marele plan al lucrurilor, această cercetare ajută la clarificarea unor întrebări majore legate de evenimentele de disrupție mareică. Înainte, astronomii observaseră aceste fenomene de sfâșiere a stelelor având loc în principal în galaxii post-starburst, cu fabrici stelare care tocmai se închiseseră. Aceste galaxii sunt destul de rare, iar oamenii de știință erau confuzi cu privire la motivul pentru care EDM-urile păreau restricționate la ele. Această cercetare ameliorează această confuzie prin descoperirea EDM-urilor sângeroase într-o varietate de tipuri de galaxii.
Motivul pentru care EDM-urile păreau absente din alte galaxii este acela că, în timp ce galaxiile post-starburst sunt lipsite de gaze groase și praf, deoarece au epuizat materialele în timp ce creau o mulțime de stele noi, alte galaxii încă au materialul în abundență. Gazele și praful sunt adepti la absorbția sau blocarea luminii optice și a radiațiilor X, dar infraroșul trece mai ușor prin materie.
Astfel, emisiile de raze X și optice erau bune pentru detectarea EDM-urilor în galaxii lipsite de praf, dar observațiile în infraroșu au fost cheia în găsirea găurilor negre sfâșietoare de stele în galaxii prăfuite.
“Nu este că acestea apar doar într-un tip de galaxie, așa cum credeau oamenii bazându-se doar pe căutările optice și cu raze X”, a adăugat Masterson. “Dacă vrei să înțelegi EDM-urile în ansamblu și să le folosești pentru a investiga demografia găurilor negre supermasive, trebuie să te uiți în banda infraroșie.”
