Un grup de cercetători care studiază modul în care se comportă stelele situate în regiunea centrală a galaxiei noastre susține că a descoperit dovezi cum că masiva gaură neagră din centrul galaxiei, Sgr A*, ar avea o soră mai mică – o gaură neagră cu masa de „doar” 100.000 de ori cea a Soarelui.

Mai toate galaxiile cu dimensiuni medii și mari conțin în centrul lor o gaură neagră masivă, un monstru cu masă de milioane sau chiar zeci și sute de milioane de ori cea  a Soarelui. În galaxia noastră de exemplu în centru se găsește gaura neagră Sagittarius A*, care are o masă de circa 4 milioane de ori cea a Soarelui. Nu se știe încă precis cum au luat naștere aceste găuri negre. O ipoteză ar fi cum că acestea s-ar fi format la începutul Universului, după ce au luat naștere primele galaxii, cu un număr mic de stelele, circa 100 de milioane de ani după Big Bang. Stelele din aceste galaxii ar fi avut o masă de sute sau chiar mii de ori cea  a Soarelui, având deci o viață foarte scrurtă. Când o astfel de stea „moare” dă naștere unei găuri negre; mai multe găuri negre de acest fel s-ar fi contopit în găurile negre masive care se găsesc la ora actuală în centrul galaxiilor. Nu este sigur că într-adevăr așa au luat naștere acești monștri, însă dacă procesul descris ar fi avut loc cum își imaginează oamenii de știință, în Univers ar putea exista foarte multe găuri negre cu masă extrem de mare. Ba mai mult, în momentul în care galaxiile se ciocnesc și eventual se unesc într-o galaxie mai mare găurile negre inițiale pot să se unească într-o singură gaură neagră super-masivă sau, dimpotrivă, să rămână separate și să orbiteze una în jurul celeilalte. Se pare că așa ceva s-ar fi petrecut în trecutul îndepărtat al galaxiei noastre, deoarece un grup de oameni de știință a descoperit dovezi indirecte ale prezenței unei a doua găuri negre în centrul galaxiei noastre.

Descoperirea a fost făcută prin studiul mișcării stelelor care se află în regiunea centrală a galaxiei: printre aceste stele se numără și SO-2, care orbitează în jurul lui Sgr A*, având o perioadă de 16 ani. Orbita acestei stele este deformată, ca și cum gaura neagră centrală ar avea un partener mai mic, o altă gaură neagră cu masă de „doar” 100.000 ori ce a a Soarelui. Rezultatele acestui studiu au fost publicate în arxiv (https://arxiv.org/pdf/1912.04910.pdf) de grupul condus de astrofiziciana  Smadar Naoz de la  UCLA, USA.  Cercetătorii uu reușit inclusiv să demonstreze una dintre consecințele teoriei relativității generale a lui Einstein, cea care leagă geometria spațiului și a timpului cu cantitatea de materie și energie din Univers, și anume deplasarea spre roșu generată de forța gravitațională. Spectrul stelei SO-2 este observat cu deplasarea spre roșu prevăzută de teoria lui Einstein, datorată geometriei deformate a spațiului și a timpului generate de prezența găurii negre supermasive Sgr A* în apropierea stelei.

Dacă într-adevăr în centrul galaxiei noastre se află o altă gaură neagră masivă, dansul celor două găuri negre ar trebui să genereze unde gravitaționale: deformări ale spațiului și timpului care se propagă prin Univers și care, ajungând până la noi, ar putea fi descoperite cu antenele gravitaționale LIGO și VIRGO. Aceste antene „ascultă” Universul și măsoară oscilațiile spațio-temporale generate de undele gravitaționale care ajung până la noi, traversând întreagă planetă.

În următorii ani vom asista la multe descoperiri interesante cu ajutorul noilor telescoape, radiotelescoape și a antenelor gravitaționale care au fost perfecționate în ultimii ani. Se speră că vom reuși să înțelegem mai bine structura găurilor negre și să facem un pas înainte spre deslușirea misterului acestora, răspunzând la întrebări precum: ce anume se găsește în interiorul unei găuri negre și ce ni s-ar întâmpla dacă am fi înghițiți de un asemenea monstru?

(Rubrică realizată de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe)