O gaură neagră cât 16 sori strică socotelile astronomilor

Descoperirea sugerează că în Universul cunoscut ar putea exista găuri negre singulare chiar mai dense decât se considera a fi posibil Când o stea masivă îşi încetează viaţa,

Descoperirea sugerează că în Universul cunoscut ar putea exista găuri negre singulare chiar mai dense decât se considera a fi posibil

Când o stea masivă îşi încetează viaţa, straturile ei exterioare "explodează" şi se împrăştie în spaţiu, dând naştere unei supernove, în timp ce interiorul se prăbuşeşte în el însuşi, provocând apariţia unei aşa-numite "găuri negre".

Numele provine de la faptul că, după teoria lui Einstein, acest miez extrem de dens emite un câmp gravitaţional atât de mare încât nici măcar lumina nu mai poate scăpa din el şi, prin urmare, tot ceea ce putem vedea este o pată neagră.

Măsurători recente pun la îndoială aceste teorii şi emit o alta, numită "teoria singularităţilor", care pretinde că nu toate găurile negre sunt plasate în centrul unei galaxii, existând şi unele izolate, care formează un sistem binar împreună cu o stea.

Găurile negre formate conform teoriei clasice nu puteau atinge mase mai mari decât cea echivalentă cu masa a zece sori condensaţi. Mulţi astronomi au făcut calcule sofisticate şi au demonstrat că, după formulele lui Einstein, există o limită superioară a masei pe care o poate atinge o gaură neagră.

Teoria spune că, peste această cifră, stelele care generează găurile negre nu sunt stabile. În centrul galaxiilor însă pot exista găuri negre mult mai dense, care ar putea avea mase de milioane de ori mai mari decât cea a Soarelui, dar în acest caz, spun astronomii, explozia găurii negre este împiedicată şi contrabalansată de imensa masă a galaxiei propriu-zise. Altfel, într-un oarecare punct din spaţiu (deci nu în centrul unei galaxii), calculele spun că gaura neagră nu poate fi mai densă decât zece sori la un loc.

Şi totuşi, există!

Descoperirea unei găuri negre care cântăreşte de 15,7 ori mai mult decât Soarele a stricat puţin teoriile îmbrăţişate de savanţi până acum. "Obiectul", care a fost botezat "M33 X-7", nu ştia, vezi bine, ce tragedii va provoca în sistemele de ecuaţii integro-diferenţiale ale astronomilor! El şi-a permis să existe şi să cântărească neîngăduit de mult.

Prima reacţie a celor care l-au descoperit a fost să considere că au greşit şi să-şi reia măsurătorile. Jerome Orosz şi colegii săi de la Universitatea San Diego, din California, au măsurat de câteva zeci de ori valorile semnalelor primite.

Cu ajutorul telescopului Gemini North, din Mauna Kea, Hawaii, care are un diametru de 8,2 metri, astronomii americani au reuşit nu doar să-şi confirme calculele, ci chiar să traseze orbita acestei găuri negre, ce "aleargă" printre galaxii însoţită de o stea uriaşă.

Cum de rezistă?

Este pentru prima oară când pământenii reuşesc să observe un sistem binar format dintr-o gaură neagră şi o stea, care orbitează una în jurul celeilalte, de parcă ar "valsa" prin Univers. De la noi, din cauza acestei rotaţii, se poate vedea când steaua, când gaura neagră, fiecare acoperind-o pe cealaltă în mod desăvârşit.

Steaua care rezistă lângă gaura neagră uriaşă este ea însăşi "o brută", cam de 70 de ori mai masivă decât Soarele nostru. Ceea ce contrazice din nou ce noi ştiam până acum, şi anume că sorii care au o compoziţie chimică apropiată de cea a Soarelui pierd cea mai mare parte a masei lor în timpul "vieţii", astfel încât atunci când "mor" sunt prea mici ca să mai poată crea o gaură neagră mai "masivă" decât vreo zece sori, cel mult.

Ca să poată justifica ceea ce văd, astronomii spun acum că pierderea de masă ar putea fi mult mai mică în cazul stelelor alcătuite exclusiv din cele mai uşoare elemente cunoscute de noi. Noua teorie, emisă de astrofizicianul Stanford Wooslez, de la Universitatea Santa Cruz, din California, spune că stelele "pure", care nu conţin alte elemente decât hidrogen şi heliu, nu pierd masă şi pot ajunge să fie atât de gigantice încât să "hrănească" o gaură neagră precum M33 X-7 şi totuşi să continue să existe.

Stelele pure existau în Universul primordial

Profesorul Charles Bailyn de la Universitatea Yale spune că, la început, adică imediat după Big Bang, existau numai stele pure şi unele dintre ele au devenit atât de mari încât, după ce au explodat în supernove, au generat găuri negre imense, de mii de ori mai dense decât Soarele, care au atras în jurul lor zone întregi din Univers, formând astfel primele galaxii.

"Astfel de stele pure ar mai putea exista şi nu este exclus ca, poate chiar în timp ce noi vorbim, undeva - departe de noi - o nouă gaură negră supragigantică să curbeze spaţiul din jurul ei şi să genereze o nouă galaxie", spune Bailyn într-un articol din New Scientist.

NASA reia supravegherea găurilor

Noile teorii au determinat discuţii aprinse între astronomi şi, la insistenţele acestora, misiunea NuSTAR a fost imediat reluată, deşi fusese închisă în 2006, din lipsă de fonduri. Misiunea prevede lansarea satelitului cu acelaşi nume (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), pentru a studia găurile negre cu ajutorul razelor-X de înaltă energie, care au fost prea puţin folosite până acum pentru studiul spaţiului cosmic.

NASA a anunţat deja că noul proiect face parte din categoria misiunilor "Small Explorer", va costa 105 milioane de dolari şi lansarea propriu-zisă este programată pentru anul 2011. Echipamentul ce va fi plasat pe acest satelit va fi capabil să detecteze orice fel de găuri negre, de la cele mai mici, care sunt doar de câteva ori mai masive decât Soarele nostru, până la cele gigantice, care ar putea "cântări" de milioane de ori mai mult decât el.

Astronomii se aşteaptă ca noul telescop să obţină date mult mai precise decât Chandra, care şi el scanează cerul cu raze X, dar de joasă energie, care adeseori nu pot penetra norii de praf stelar ce se interpun pe direcţia de înregistrare.

Ce se află în jurul găurilor negre?

Noua misiune are şi scopul de a determina ce anume se află în jurul găurilor negre, întrucât savanţii ar vrea să înţeleagă cum se produc uriaşele jeturi de materie ce ţâşnesc adeseori din ele. Chiar şi resturile aruncate prin spaţiu în urma exploziei unei supernove sunt interesante, pentru că ele pot dezvălui multe date despre energiile dezlănţuite odată cu apariţia unei găuri negre.

Sigur, noi fiind foarte departe, nu putem măsura decât radiaţiile undelor gamma ce ajung până la noi, dar corelându-le cu distanţele pe care le parcurg, matematicienii reuşesc să extragă informaţii "suculente", care surprind prin precizie atunci când sunt interpretate corect.

"Faptul că sunt încă atât de multe aspecte mistere legate de găurile negre şi rolul lor în formarea galaxiilor este îngrijorător pentru cei care sunt acum prinşi într-un amplu program spaţial, ce vizează cucerirea Sistemului Solar şi, în viitor, a sistemelor vecine. Nu putem să plecăm la drum fără să ştim, cât de cât, la ce ne putem aştepta", explică Lara Harrison, unul dintre responsabilii NASA cu acest program.

Găurile negre nu sunt nici găuri şi nici negre

Când vine vorba despre teorii despre găurile negre, oricine poate să-şi dea cu părerea. Chiar şi copiii au propriile lor idei şi sunt gata să discute oricând despre modul în care aceste găuri "mănâncă" tot ce e în jurul lor.

Cinstit vorbind, nu există nimic mai teribil decât un hău fără capăt, capabil să "curbeze" lumina şi timpul. Puţini ştiu însă ce înseamnă cu adevărat o gaură neagră şi cam ce forţe sunt învinse pentru ca această prăbuşire să fie posibilă.

Primul aspect care trebuie să fie reamintit este imensul spaţiu complet gol care se află în noi şi în jurul nostru. Toţi ştim că moleculele, fie ele organice sau anorganice, sunt alcătuite din atomi, iar atomii, din nuclee şi electroni ce se învârt în jurul lor. Atomii reprezintă "cărămizile" din care este făcut Universul şi nimic nu poate fi imaginat fără ei.

Adeseori uităm însă cam cât de mult vid există în fiecare dintre ei. Ca să fie mai clar, dacă nucleul unui atom l-am mări cât o minge de baschet, pe care am plasa-o în centrul Bucureştiului, electronii ar fi cât firimiturile de pâine şi cei mai apropiaţi s-ar învârti în jurul acestei mingi, trecând pe undeva pe la Ploieşti! În rest nu e nimic. Oricât de ciudat ar părea, majoritatea covârşitoare a spaţiului din interiorul oricărui corp, oricărei planete şi oricărei stele este gol!

Când spunem că interiorul unei stele care moare se prăbuşeşte în ea însăşi şi formează o gaură neagră ne referim de fapt la "înghesuirea" elementelor componente ale atomilor, prin ruperea aşa-numitelor forţe grele, care ţin electronii la o atât de mare depărtare de nucleul care îi atrage.

Odată ce bariera s-a rupt, materia se poate condensa aproape infinit, ajungând să ocupe un loc mult mai mic decât iniţial. Prin urmare, gaura neagră nu este o gaură. E cât se poate de plină, mai plină decât orice altceva.

Şi apoi nu e chiar neagră

Din cauza masei enorme înghesuite într-un spaţiu mic, găurile negre creează forţe de atracţie care pur şi simplu curbează spaţiul, răsucindu-l sub forma unei spirale înfăşurate pe o pâlnie.

Capătul pâlniei nu este străpuns şi materia sau lumina absorbite nu trec dincolo de ea, ci se înghesuie din ce în ce mai mult în centru. Astăzi, tocmai această mişcare a materiei din jurul unei găuri negre semnalează prezenţa ei.

Astronomii spun că în centrul g alaxiilor este, de regulă, o astfel de gaură neagră, care se vede de fapt ca cel mai luminos punct de pe cer, pentru că în imediata ei vecinătate se aglomerează mii de stele, a căror lumină se suprapune şi pentru noi pare să vină din acelaşi punct.

Prin urmare, unele dintre găurile negre sunt, de fapt, cele mai strălucitoare puncte din Univers. Restul, numite singularităţi, au vieţi ciudate, departe de galaxii şi trăiesc în cadrul unui "menaj" celest, numit sistem binar, alături de o stea gigantică, din care fură neîncetat materie.