Descoperire de senzaţie despre originea găurilor negre din Univers

de Carla Popa , 18 februarie 2016 - stire actualizata la ora 09:55, 18 februarie 2016
Descoperire de senzaţie despre originea găurilor negre din Univers

Descoperirea undelor gravitaţionale în cadrul experimentului LIGO a ţinut capul de afiş în presă săptămâna trecută, ''umbrind'' mediatic un alt aspect esenţial: undele erau rezultatul fuziunii a două găuri negre, care s-au rotit una în jurul celeilalte şi au format, în final o gaură neagră mult mai masivă. La fel ca în cazul undelor gravitaţionale, coliziunea a două găuri negre fusese anticipată teoretic, dar abia cu ajutorul noilor tehnologii au putut fi observate, informează Agerpres

O lucrare ştiinţifică publicată în ultimul număr al revistei The Astrophysical Journal Letters, descrie noile date obţinute de echipa LIGO (Large Interferometer Gravitational-Wave Observatory) din studierea perechii de găuri negre care a dus la formarea undelor gravitaţionale detectate recent, precum şi modul în care aceste informaţii se raportează la teoriile existente despre găurile negre, transmite SPACE.com. 

Vicky Kalogera, cercetătoare specializată în găuri negre de la Northwestern University din Illinois şi membră a echipei LIGO, este de acord că descoperirea undelor gravitaţionale trebuia să ocupe locul central, dar a dorit să explice şi de ce observaţiile privind perechea de găuri negre care au fuzionat sunt importante. 

Oamenii de ştiinţă consideră că una dintre modalităţile de formare a unei găuri negre este moartea stelară. Conform acestei ipoteze, atunci când o stea foarte masivă îşi arde tot combustibilul intern, întreaga ei masă se prăbuşeşte într-o regiune foarte mică din centrul stelar, rezultând un obiect capabil să exercite o gravitaţie atât de puternică încât nici măcar lumina nu-i poate scăpa. Această gravitaţie este atât de intensă încât legile fizicii, aşa cum sunt ele formulate deocamdată, încetează să se mai aplice. 

Au existat diferite modalităţi prin care au fost observate găuri negre individuale, dar până săptămâna trecută nu exista nicio dovadă concretă a existenţei unor sisteme binare de găuri negre, obiecte care orbitează unul în jurul celuilalt şi sfârşesc prin a intra în coliziune. 

"Observăm foarte des sisteme stelare binare", a susţinut Kalogera pentru SPACE.com. Logic ar fi ca, la un moment dat, stelele din aceste sisteme binare să moară şi să formeze cupluri de găuri negre. Şi totuşi, "până acum nu dispuneam de vreun fel de dovadă, chiar şi indirectă, a existenţei sistemelor de găuri negre binare (...) în consecinţă, importanţa acestei descoperiri din punctul de vedere al astrofizicii este că oferă dovada clară care confirmă predicţiile teoretice cu privire la existenţa găurilor negre binare". 

Dacă nu ar fi existat un sistem de detecţie al undelor gravitaţionale de tipul LIGO, oamenii de ştiinţă nu ar fi putut studia sistemele binare de găuri negre. Găurile negre individuale pot fi depistate prin influenţa pe care o exercită asupra materiei din jur (care este accelerată şi începe să emită radiaţii). Însă conform lui Kalogera, în cazul sistemelor binare de găuri negre, dinamica este atât de haotică încât oamenii de ştiinţă nu se aşteaptă să observe emisii de radiaţii şi astfel detectarea lor cu ajutorul unui telescop ar putea fi imposibilă. 

Găurile negre al căror proces de fuziune a fost surprins în cadrul experimentului LIGO aveau 29 şi respectiv 36 de mase solare. Astfel de găuri negre nu sunt nici pe departe cele mai masive întâlnite în Univers. Gaura neagră Sagittarius A, din centrul galaxiei noastre are mai mult de 4 milioane de mase solare, iar cele mai masive găuri negre din Univers au în jur de 12 miliarde de mase solare. Este încă un mister cum se pot forma astfel de găuri negre supermasive. 

Folosind telescoape în spectrul razelor-X, oamenii de ştiinţă au identificat şi găuri negre care par să se fi format din stele similare Soarelui, însă conform lui Vicky Kalogera, astfel de găuri negre nu depăşesc o masă maximă echivalentă a 20 de mase solare. Din acest punct de vedere, existenţa unor găuri negre precum cele observate în cadrul experimentului LIGO, cu mase de 29 şi respectiv de 36 de ori mai mari decât a Soarelui, este greu de explicat. 

Găurile negre "de 29 şi de peste 30 de mase solare sunt o surpriză pentru noi. Dacă ne uităm la majoritatea sistemelor binare de stele din Calea Lactee, ţinând cont de compoziţia acestor stele, nu ne aşteptam ca ele să poată forma găuri negre (...) Faptul că au o masă mai mare ne spune că aceste găuri negre binare s-au format într-un mediu particular, cu o metalicitate care este diferită de metalicitatea Soarelui nostru", a precizat Kalogera. "Metalicitatea" se referă la proporţia din masa stelară care nu este formată din hidrogen sau heliu ci din elemente mai grele. Stelele cu o mai mare concentraţie de hidrogen şi heliu îşi conservă mai bine masa de-a lungul vieţii stelare. 

Vicky Kalogera a explicat că o stea îşi pierde constant din masă din cauza vântului stelar - un flux de particule care părăseşte atmosfera stelară. În ultimii ani oameni de ştiinţă şi-au revizuit o parte dintre teoriile cu privire la vântul stelar, ajungând la concluzia că acesta este mai slab decât se credea. "Dacă acest vânt ar fi foarte puternic, am ajunge ca o stea muribundă să nu dispună de suficientă masă pentru a forma o gaură neagră. În urmă cu câţiva ani estimările cu privire la puterea vântului stelar au fost revizuite (...) Astrofizicienii au înţeles, din observaţii ale electromagnetismului că vântul stelar este mai slab decât se credea. Acum, dacă introducem un vânt stelar mai slab într-un model computerizat (cu privire la moartea stelară şi naşterea unei găuri negre), masa finală va fi mai mare şi obţinem găuri negre (de tipul celor observate în cadrul experimentului LIGO). Aceste predicţii au fost deja confirmate de mai multe grupuri de studiu", conform lui Kalogera. 

Descoperirea realizată în cadrul experimentului LIGO îi va ajuta pe astrofizicieni să-şi rafineze şi mai mult teoriile cu privire la formarea găurilor negre în sisteme binare. În prezent există două astfel de teorii principale, conform lui Vicky Kalogera. Foarte multe stele din Univers se află în sisteme binare - stelele se formează în nori masivi de gaze şi praf cosmic iar astfel de maternităţi stelare dispun de obicei de suficientă materie pentru aprinderea mai multor stele. 

Un prim model teoretic de formare a găurilor negre binare începe cu o pereche stabilă de stele normale. Aceste stele se nasc împreună, se dezvoltă împreună, îmbătrânesc şi explodează amândouă în stadiul de supernovă, după care colapsează în găuri negre. După aceea, cele două găuri negre rezultate continuă să existe în cadrul unui sistem binar până când fuzionează. 

Celălalt model teoretic este puţin mai haotic - găurile negre binare se formează din stele care nu au origini comune, în roiuri stelare. Dacă mai multe stele dintr-un astfel de roi stelar se transformă în găuri negre, ele înaintează spre centrul roiului. Odată ajunse acolo, unele rămân în roi, în timp ce altele sunt expulzate în urma interacţiunii gravitaţionale cu obiectele masive din jur. Găurile negre care rămân în centrul roiului stelar îşi pot găsi perechi şi se stabilizează pentru anumite perioade de timp sub forma sistemelor binare. 

Cele două modele teoretice pot fi valabile în acelaşi timp, iar experimentul LIGO poate oferi informaţii cu privire la modelul dominant de formare al găurilor negre din Univers.

Comentarii

  • Tabita

    18 februarie 2016 11:30

    Venituri imediate, din prima luna! 100-285 de euro lunar! Va oferim o posibilitate de a colabora cu noi si de a lucra part-time sau full-time, in asa fel incat sa puteti castiga imediat bani, 100 de euro lunar part-time sau 285 euro lunar full-time, din prima luna. Activitatea este usoara si placuta. Cerem seriozitate maxima! Cand doriti mai multe informatii, contactati unul dintre membrii echipei noastre, la una dintre adresele noastre de email tabita_podeayahoo.com

    raspunde comentariului
anunturi mica publicitate

Urmareste-ne pe Facebook

Aboneaza-te la newsletter

Aboneaza-te pentru a primi cele mai importante titluri pe e-mail.