Fenomen rar în Univers: găuri negre care străbat galaxiile și pot destabiliza orbitele planetelor

Totul a pornit de la studierea modului în care două găuri negre se ciocnesc și se unesc. Aceste coliziuni sunt unele dintre cele mai violente evenimente din Univers și produc unde gravitaționale -vibrații ale spațiului și timpului.

Primele astfel de semnale au fost detectate în 2015 de observatoarele LIGO și Virgo – instalații științifice uriașe din SUA și Italia, construite special pentru a capta vibrațiile extrem de fine produse de coliziunile dintre găurile negre, la miliarde de ani-lumină distanță. Analizând aceste semnale, cercetătorii au început să înțeleagă mai bine ce se întâmplă după impact.

Când rotațiile celor două găuri negre sunt nealiniate sau orientate diferit, undele gravitaționale sunt proiectate mai puternic într-o singură direcție. Potrivit ScienceAlert, efectul este comparabil cu reculul unei rachete: gaura neagră nou formată este împinsă în sens opus, cu viteze uriașe.

Teoria devine realitate

Calculele astrofizicienilor arată că aceste obiecte pot ajunge să se deplaseze cu mii de kilometri pe secundă, uneori chiar cu aproximativ 1% din viteza luminii. La asemenea viteze, traiectoria lor nu mai urmează orbitele obișnuite ale stelelor din galaxii, ci devine aproape o linie dreaptă prin spațiu.

Mult timp, această idee a rămas doar teorie. Dar observațiile din ultimii ani au început să confirme că fenomenul este real. Astronomii au identificat semnele unor găuri negre supermasive care par să străbată galaxiile, lăsând în urmă urme vizibile.

Urmele găurilor negre

Aceste „semnături” arată ca niște dâre lungi și drepte de stele. Ele se formează din gazul interstelar comprimat de forța gravitațională a găurii negre aflată în trecere. În timp, gazul și praful din acea urmă sunt comprimate de gravitație și se adună în nori tot mai denși. Pe măsură ce acești nori se strâng, se încălzesc, iar în interiorul lor încep să se formeze stele noi. „Este un proces foarte lent, care poate dura zeci de milioane de ani”, au explicat cercetătorii.

Dâră de 200.000 ani-lumină

Un studiu condus de astronomul Pieter van Dokkum, de la Universitatea Yale, descrie o galaxie îndepărtată observată cu telescopul spațial James Webb. Imaginea arată o dâră luminoasă impresionantă, întinsă pe aproape 200.000 de ani-lumină. Distanța este uriașă, cam de două ori cât diametrul Căii Lactee.

Potrivit cercetătorilor, dâra ar fi fost produsă de o gaură neagră de aproximativ 10 milioane de ori mai masivă decât Soarele, care se deplasează cu aproape 1.000 de kilometri pe secundă.

Urme într-o altă galaxie

O altă observație similară a fost făcută în galaxia NGC 3627, o galaxie spirală situată la aproape 30 de milioane de ani-lumină. Acolo, cercetătorii au identificat o dâră lungă de circa 25.000 de ani-lumină, cel mai probabil creată de o gaură neagră de aproximativ 2 milioane de ori masa Soarelui, care se mișcă cu aproximativ 300 de kilometri pe secundă, adică de aproape 900 de ori viteza sunetului.

Descoperirile arată că astfel de „fugari cosmici” nu sunt cazuri izolate. Dacă găurile negre supermasive pot fi aruncate în derivă, atunci este foarte probabil să existe și variante mai mici, greu de detectat, care călătoresc prin spațiu după coliziuni violente.

Energia găurilor negre

Teoria care explică fenomenul își are rădăcinile în anii 1960, când matematicianul Roy Kerr a descris modul în care se comportă găurile negre aflate în rotație, folosind ecuațiile relativității generale ale lui Einstein. Ulterior, fizicianul Roger Penrose, laureat al Premiului Nobel pentru Fizică, a arătat că o parte semnificativă din masa unei găuri negre poate exista sub formă de energie de rotație – o rezervă uriașă care poate fi eliberată în timpul coliziunilor.

Această energie este atât de mare încât o gaură neagră poate conține de până la o sută de ori mai multă energie care poate fi eliberată decât o stea de aceeași masă. Când două astfel de obiecte se unesc, o parte din această energie este eliberată în câteva secunde, suficient pentru a le „arunca” prin galaxie ca pe niște proiectile cosmice.

Pericol pentru Sistemul Solar?

Ideea că o gaură neagră ar putea ajunge, teoretic, chiar și în Sistemul Solar poate părea înfricoșătoare. Dacă un astfel de obiect s-ar apropia, efectele gravitaționale ar începe să perturbe orbitele planetelor înainte ca el să poată fi observat direct. Planetele ar putea fi deviate ușor de pe traseele lor, iar în scenarii extreme chiar ar putea apărea ciocniri sau aruncări ale unor corpuri cerești în afara Sistemului Solar.

Totuși, astronomii spun că nu există motive de panică. Probabilitatea ca o gaură neagră rătăcitoare să treacă prin apropierea noastră este încă extrem de mică.

Încă un mister cosmic

Pentru cercetători, descoperirea nu este un motiv de îngrijorare, ci o piesă nouă într-un puzzle uriaș. Universul se dovedește încă o dată mai dinamic și mai spectaculos decât ne imaginam, populat nu doar de stele și galaxii, ci și de giganți invizibili care străbat spațiul cu viteze amețitoare.