Într-o nouă analiză a datelor furnizate de telescopul spațial James Webb, cercetătorii au descoperit dovezi că găurile negre au jucat un rol central în formarea universului așa cum îl cunoaștem – și mult mai devreme decât se credea până acum, scrie earth.com.
Experții cred că găurile negre nu numai că existau la începuturile universului, dar au catalizat și nașterea de noi stele, acționând ca acceleratori colosali pentru formarea galaxiilor. Această cercetare contrazice ceea ce se știa până acum, și anume că găurile negre au apărut după formarea primelor stele și galaxii.
Au stimulat formarea stelelor
„Știm că aceste găuri negre monstruoase există în centrul galaxiilor din apropierea Căii noastre Lactee, dar marea surpriză acum este că ele erau prezente și la începutul universului și au fost aproape ca niște blocuri de construcție sau semințe pentru galaxiile timpurii„, a declarat autorul principal al studiului, Joseph Silk, profesor de fizică și astronomie la Universitatea Johns Hopkins.
„Ele au stimulat cu adevărat totul, ca niște amplificatori gigantici ai formării stelelor, ceea ce reprezintă o întreagă răsturnare a ceea ce credeam înainte – atât de mult încât acest lucru ar putea zgudui complet înțelegerea noastră despre cum se formează galaxiile”.
Observarea galaxiilor îndepărtate
Această perspectivă inedită este susținută de observarea galaxiilor depărtate din primele epoci ale universului, care apar semnificativ mai strălucitoare decât se anticipa, având cu un număr mare de stele tinere și găuri negre supermasive.
Aceste observații contestă modelul predominant al evoluției cosmice, sugerând, în schimb, o existență simbiotică a găurilor negre și a galaxiilor care și-au influențat reciproc dezvoltarea în timpul primelor 100 de milioane de ani ai universului. Această perioadă de timp, în marea cronologie a cosmosului, echivalează cu zilele inițiale ale lunii ianuarie într-un calendar care reprezintă istoria de 13,8 miliarde de ani a universului.
„Noi susținem că fluxurile de ieșire ale găurilor negre au zdrobit norii de gaz, transformându-i în stele și accelerând foarte mult rata de formare a stelelor”, a explicat profesorul Silk.
„Altfel, este foarte greu de înțeles de unde provin aceste galaxii luminoase, deoarece ele erau mai mici în universul timpuriu.”
Găurile negre și galaxiile strălucitoare
Găurile negre sunt regiuni din spațiu în care atracția gravitațională este atât de mare încât nici măcar lumina nu poate pătrunde. Din cauza acestei forțe, ele generează câmpuri magnetice puternice care produc furtuni violente, aruncă plasmă turbulentă și, în cele din urmă, acționează ca niște acceleratoare enorme de particule, a remarcat profesorul Silk.
El a explicat că acest proces este probabil motivul pentru care detectoarele lui Webb au reperat mai multe dintre aceste găuri negre și galaxii luminoase decât anticipau oamenii de știință.
„Nu putem vedea cu adevărat aceste vânturi sau jeturi violente de departe, foarte departe, dar știm că ele trebuie să fie prezente deoarece vedem multe găuri negre la începutul universului”, a spus Silk. „Aceste vânturi enorme care provin din găurile negre zdrobesc norii de gaz din apropiere și îi transformă în stele. Aceasta este veriga lipsă care explică de ce aceste prime galaxii sunt mult mai strălucitoare decât ne așteptam.”
Univers timpuriu cu două faze
Analiza sugerează un univers timpuriu în două faze: o perioadă inițială în care fluxurile de ieșire a găurilor negre au stimulat formarea rapidă de stele, urmată de o încetinire pe măsură ce aceste fluxuri au trecut la o stare mai conservatoare de energie.
La câteva sute de milioane de ani după big bang, norii de gaz s-au explodat din cauza furtunilor magnetice ale găurilor negre supermasive, iar noile stele s-au născut la o rată mult mai mare decât cea observată miliarde de ani mai târziu în galaxiile normale, a explicat profesorul Silk.
Crearea de stele a încetinit deoarece aceste fluxuri puternice au trecut la o stare de conservare a energiei, a spus el, reducând gazul disponibil pentru a forma stele în galaxii.
„Am crezut că, la început, galaxiile s-au format atunci când un nor gigantic de gaz a explodat. Marea surpriză este că a existat o sămânță în mijlocul acelui nor – o gaură neagră mare – și că aceasta a ajutat la transformarea rapidă a părții interioare a acelui nor în stele, la o rată mult mai mare decât ne-am așteptat vreodată. Și astfel primele galaxii sunt incredibil de luminoase”.
Multe întrebări vor primi în curând răspunsuri
Cercetătorii sunt optimiști că observațiile viitoare ale telescopului Webb vor confirma și mai mult descoperirile lor și vor contribui la o înțelegere mai profundă a evoluției universului. Ei anticipează că datele viitoare vor oferi o numărătoare mai precisă a stelelor și a găurilor negre supermasive din universul timpuriu, contribuind la elucidarea relației dintre găurile negre și formarea galaxiilor.
Marea întrebare este: care au fost începuturile noastre? Soarele este o stea din 100 de miliarde în galaxia Calea Lactee, iar în mijloc se află și o gaură neagră masivă. Care este legătura dintre cele două?”, a declarat profesorul Silk. „În decurs de un an vom avea date mult mai bune, iar multe dintre întrebările noastre vor începe să primească răspunsuri”.
Studiul este publicat în The Astrophysical Journal Letters.
