Găurile negre reprezintă un adevărat mister: ce se întâmplă în interiorul lor încă nu știm – nu avem o teorie care să descrie fizica acestor obiecte misterioase. Recent a fost descoperită cea mai apropiată gaură neagră de noi – la doar 1.600 ani lumină. Face parte dintr-un sistem care conține o stea și tocmai studiul acestei stele i-a dus pe cercetători la concluzia că în apropierea ei există o gaură neagră cu masa de circa 10 ori mai mare ca cea a Soarelui.

Găurile negre

Găurile negre reprezintă un mare mister la ora actuală. În centrul multor galaxii există găuri negre enorme, cu masa de milioane sau chiar miliarde de ori cea a Soarelui. Încă nu știm cum s-au format aceste enorme găuri negre. Știm însă că stelele cu masa de zeci sau sute de ori mai mare ca a Soarelui, atunci când mor, lasă în urma lor găuri negre cu masa de câteva ori (până la circa o sută de ori) mai mare ca cea a Soarelui. În galaxia noastră ar trebui să existe mai bine de 100 de milioane de astfel de găuri negre. Foarte puține dintre acestea sunt cunoscute, tocmai datorită faptului că găurile negre nu emit semnale din interior. Ce se întâmplă într-o gaură neagră este una dintre întrebările cele mai importante din fizică actuală – întrucât are de-a face atât cu relativitatea generală a lui Einstein cât și cu fizică cuantică, două teorii care nu comunică între ele, însă cel puțin în interiorul găurilor negre am avea nevoie de o teorie care ține cont de ambele.

Cum observăm găurile negre?

În condițiile în care găurile negre nu emit semnale, avem la dispoziție o serie de măsurători care ne pot totuși duce la observarea de semnale astronomice care au de-a face cu găurile negre. Când o stea, de exemplu, este atrasă de o gaură neagră aceasta începe o spirală de cădere în gaura neagră cu o mișcare din ce în ce mai accelerată și se descompune. Particulele cu sarcină electrică emit radiație – tocmai această radiație o putem măsura și în acest mod avem informații despre gaura neagră. O altă modalitate pentru studiul găurilor negre este măsurarea undelor gravitaționale emise în coliziuni de găuri negre. Studiul găurilor negre izolate este însă mult mai dificil.

Gaia BH1 – gaura neagră la 1.600 ani lumină

Recent, noi măsurători efectuate la observatorul din Hawaii, International Gemini Observatory, cu telescopul Gemini North, au dus la descoperirea celei mai apropiate găuri negre de noi: Gaia BH1. Se bănuia deja existența acestei găuri negre din observațiile efectuate de Gaia (ESA). Spectrograful Gemini Multi-Object Spectrograph de la Gemini North a permis observarea unei stele din constelația Ofiucus, la 1.600 ani lumină față de noi, stea care are o orbită ce duce la concluzia că face parte dintr-un sistem binar; partenerul nu este vizibil. S-a ajuns astfel la concluzia că steaua observată este însoțită de o gaură neagră la o distanță față de stea cam cât distanța între Soare și planeta noastră. Gaura neagră, denumită Gaia BH1, are o masă de circa 10 ori mai mare ca cea a Soarelui și nu este vizibilă. Rezultatele acestui studiu au fost publicate recent în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Misterele se întețesc

Nu totul este însă clar. Gaura neagră Gaia BH1 s-ar fi format în urma morții unei stele cu masa de cel puțin 20 de ori mai mare ca a Soarelui. Explozia acesteia, înainte să dea naștere găurii negre, ar fi avut un efect devastant asupra stelei pe care o observăm astăzi, studiul căreia a permis descoperirea indirectă a găurii negre. Cum de a rezistat aceasta? Încă nu știm – ceea ce înseamnă că mai sunt multe mistere de rezolvat, printre care și evoluția unui sistem binar de stele – una dintre care fiind atât de mare încât să dea naștere într-un timp relativ scurt unei găuri negre. Câte alte găuri negre sunt în galaxia noastră? Probabil multe milioane!

Credit imagine: Gaia/ESA, DPAC

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