Astronomii au descoperit că găurile negre supermasive, cele mai infometate din Univers, încetinesc drastic ritmul de creștere, nu pentru că ar fi mai puține sau mai mici, ci din cauza unei lipse de „combustibil”. Un studiu recent, publicat în The Astrophysical Journal, oferă o explicație detaliată a acestui fenomen cosmic.
Găurile negre supermasive, cu mase de milioane sau chiar miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui, au crescut rapid în primele miliarde de ani după Big Bang. Însă, creșterea lor a încetinit considerabil după așa-numita „amiaza cosmică”, când Universul avea mai puțin de un sfert din vârsta actuală. Până acum, oamenii de știință nu știau exact de ce se întâmplă acest lucru. Studiul nou arată că principalul factor este scăderea cantității de gaz rece disponibil pentru aceste găuri negre.
De ce încetinesc găurile negre?
Înțelegerea modului în care cresc găurile negre este esențială pentru că ele evoluează împreună cu galaxiile gazdă. Dimensiunea unei găuri negre supermasive este strâns legată de masa totală a stelelor și de mișcările acestora în regiunea centrală densă a galaxiei. Pentru a analiza evoluția găurilor negre, cercetătorii au folosit date din nouă studii extragalactice, combinate într-un model complex. Aceste date au fost colectate de la telescoape puternice, inclusiv Chandra X-ray Observatory și XMM-Newton.
„Radiația X este probabil cel mai bun indicator al creșterii găurilor negre. Este emisă constant de găurile negre active, are un contrast ridicat față de lumina stelelor și poate pătrunde prin gaz și praf”, explică Zhibo Yu. Echipa a analizat observații pe mai multe lungimi de undă pentru 1,3 milioane de galaxii și 8.000 de găuri negre supermasive active. Au testat trei ipoteze: dacă găurile negre consumă mai puțină materie, dacă sunt mai mici sau dacă sunt mai puține.
Rezultatele au arătat clar că scăderea cantității de gaz rece disponibil, începând de acum aproximativ 10 miliarde de ani, este factorul dominant. „Ceea ce m-a surprins cel mai mult este că am reușit să izolăm cauza principală, există într-adevăr un motiv dominant, nu un amestec complicat de factori”, spune Fan Zou.
Viitorul găurilor negre supermasive
Scăderea ratei de creștere a acestor găuri negre este semnificativă, cu un factor de aproximativ 22 de ori, conform estimărilor lui Neil Brandt. Deși studiul nu explică ritmul foarte rapid de creștere din Universul timpuriu, el acoperă aproximativ 75% din istoria cosmică. Cercetările viitoare vor folosi seturi de date și mai extinse, inclusiv observații suplimentare în raze X și pe mai multe lungimi de undă, pentru a înțelege mai bine acest fenomen.
Concluzia generală este că epoca în care găurile negre creșteau rapid a apus. „Nu ne așteptăm ca multe găuri negre supermasive să mai apară sau să crească semnificativ în viitor. De fapt, am descoperit în 2024 că numărul lor era aproape stabilizat încă de acum 7 miliarde de ani și probabil va rămâne așa”, a declarat Fan Zou. Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal.
