O gaură neagră adormită îndepărtată s-a trezit și a distrus o stea la fel de mare ca Soarele nostru.
25 iunie 2011 la 0:00 Michal Ač
Cu trei luni în urmă, telescopul Swift a captat o rază intensă de radiație gamma pe orbita Pământului. Sursa sa este proiectată pe cer în constelația Dragonului. Astronomii au descoperit că radiația provine dintr-o galaxie nenumită aflată la 3,8 miliarde de ani lumină distanță. Radiațiile durează până acum și, potrivit oamenilor de știință, vor dispărea anul viitor.
Explicația acestui eveniment foarte ciudat s-a născut cu greu: a fost necesar să se dezvăluie originea radiației extrem de intense care și-a parcurs drumul printr-un sfert din universul vizibil. Nu numai tehnologia modernă, ci și cunoașterea teoretică a formațiunilor spațiale exotice au jucat un rol important în rezolvarea puzzle-ului cosmic. Fizicianul și cosmologul scaunului cu rotile britanic Stephen Hawking a devenit faimos pentru mulți ani de studiu.
Radiații gamma
Radiațiile gamma sunt create pe Pământ în timpul decăderii radioactive, așa cum știm din 1900, când razele gamma au fost descoperite de chimistul și fizicianul francez Paul Villard. Exploziile de raze gamma provenite din spațiu au fost descoperite de sateliții militari americani Vela până la 67 de ani după Villard ca un produs neplanificat al monitorizării activității nucleare sovietice din timpul Războiului Rece.
Când rezultatele cercetărilor militare au căzut în mâinile astronomilor după câțiva ani, au început să asocieze aceste raze misterioase cu evenimente care eliberează o cantitate mare de energie. Nu este pe deplin clar care sunt exact acestea, dar, dintr-un punct de vedere normal, le-am numi cu siguranță catastrofale. Cele mai probabile cauze ale exploziei de raze gamma pot fi coliziunea a două stele de neutroni, consumul unei stele de neutroni printr-o gaură neagră sau prăbușirea unei stele foarte masive.
Prima versiune: dispariția vedetei
Prima versiune a evenimentului capturat de satelitul Swift a fost: o rază gamma a izbucnit din constelația Dragonului, semnalând moartea stelei. Asta nu ar fi o ciudățenie. Stelele se nasc și dispar și este, de asemenea, obișnuit să observăm explozii de raze gamma cosmice, a căror durată de viață este calculată în secunde sau milisecunde. Există, de asemenea, o radiație gamma pe termen mai lung, asociată cu dispariția stelelor foarte masive (de 30 de ori mai masive decât Soarele).
Cu toate acestea, salutarea de la Dragon nu se încadra în niciuna dintre aceste coloane. Devenea clar că Swift capturase ceva neobișnuit. Pe 31 martie, Joshua Bloom de la Universitatea din California, Berkeley a venit cu noi calcule. Pe lângă măsurătorile din laboratorul Swift, el a folosit și date din imagini luate de Telescopul Spațial Hubble și de Observatorul de raze X Chandra. Pentru că era o știre foarte fierbinte, le-a trimis colegilor prin e-mail. Un articol despre munca echipei sale nu a fost publicat decât pe 16 iunie în versiunea online a revistei Science. De asemenea, a publicat al doilea articol al unei echipe colaboratoare, condusă de Andrew Levan de la Universitatea din Warwick din Regatul Unit.
„S-a întâmplat ceva complet diferit de orice alt eveniment similar pe care l-am văzut până acum”, a declarat Bloom pentru Science Daily.
Suspectul s-a comportat decent
Dragonul nu a emis o rază gamma normală spre Pământ. A durat prea mult. În plus, sursa sa pare să fie ascunsă în centrul unei galaxii necatalogate la aproape patru miliarde de ani lumină distanță. S-a presupus de mult că găurile negre supermasive invizibile sunt ascunse în centrele galaxiilor, inclusiv a noastră, a căror origine rămâne un mister.
Astfel, gaura neagră din centrul galaxiei a fost prima suspectată. Până atunci însă, ea se comportase decent până atunci, doar „chicotind” din când în când când absorbea niște gaze interstelare. Părea încă că doarme, așa că astronomii căutau alte explicații.
În cele din urmă, însă, Bloom și echipa sa au declarat că singurul eveniment care ar fi putut provoca o rază gamma atât de masivă și de lungă durată trebuie să fi consumat steaua printr-o gaură neagră galactică centrală. Potrivit oamenilor de știință, steaua absorbită era comparabilă ca masă cu Soarele nostru, dar gaura neagră centrală depășește acești parametri solari de peste un milion de ori.
Cu astfel de diferențe uriașe în categoriile de masă, nu poate exista nicio problemă majoră atunci când gaura ajunge să se bucure de o stea care intră în sfera sa de influență gravitațională. Legile fizicii se vor asigura că David nu are nici cea mai mică șansă de data aceasta în lupta inegală împotriva Goliatului.
Îmbrățișare sălbatică
Un aspirator spațial invizibil a atras steaua treptat, într-o spirală, ca și când apa ar curge dintr-o cadă. Gravitația a smuls materia de pe suprafața stelei la fel de abil ca și cum ar fi o portocală, iar gaura neagră a vrut să o dezlipească mai întâi.
Imbrățișarea finală a găurii negre și a stelei indignate trebuie să fi fost cu adevărat sălbatică. În evenimente similare, astronomii consideră viteze care se apropie de viteza luminii. De exemplu, calculele modelului în fuziunea unei găuri negre și a unei stele de neutroni spun că, chiar înainte ca gaura să înghită steaua, cele două obiecte se învârt unul în jurul celuilalt la o viteză egală cu o treime din viteza luminii în vid sau aproximativ 100.000 de kilometri pe secundă. Aceasta eliberează o cantitate imensă de energie.
Un eveniment excepțional
Oamenii de știință conduși de Bloom au estimat că, în faza finală a absorbției stelei, a scăpat aproximativ o zecime din masa sa. A fost transformat în energie foarte concentrată, radiată sub forma unei raze gamma de-a lungul axei de rotație a unei găuri negre. Întâmplător, cu alte cuvinte - prin completă coincidență - axa rotației sale este îndreptată spre Pământ.
Radiațiile au fost raportate de astronomi în trecut cu presupusa absorbție a materiei printr-o gaură neagră, dar aceasta a fost în raze X, ultraviolete sau spectrul vizibil. Radiația gamma, care transportă mai multă energie, este o noutate în acest fenomen, potrivit Bloom.
„Într-o singură galaxie, așa ceva se poate întâmpla o dată la o sută de milioane de ani”, a estimat Bloom. "Deci, acesta este un eveniment unic și aș fi surprins dacă am observa ceva similar în următorii zece ani", a spus el.
Dacă astronomii urmăresc cu adevărat reverberațiile unui eveniment în care o gaură neagră a cuprins o stea de dimensiunea Soarelui nostru, atunci în opinia lor, nimic nu se va întâmpla în această galaxie.
Și ce zici de galaxia noastră?
O gaură neagră mare stă liniștită și în centrul Căii Lactee. „De la distanță, se pare că doarme, dar numai până când o stea îi iese în cale”, a spus Bloom.
Când va fi, sau deloc, nu se știe. Dar chiar dacă de data aceasta fasciculul de radiații gamma ar fi îndreptat spre Pământ, nu ar fi plăcut. Oamenii de știință care studiază catastrofele terestre recurente aproape periodic, urmate de disparițiile în masă ale speciilor, uneori speculează că acestea ar fi putut fi cauzate de explozii de raze gamma relativ apropiate.
Cu toate acestea, spațiul curge într-un alt ritm decât al nostru, așa că, în orice caz, vom fi mai îngrijorați de șomaj, inflație sau falimentul Greciei decât razele gamma din centrul Căii Lactee.
Un pic mai rău vor fi potențiale ființe inteligente din galaxia Markarian 739, la 425 milioane de ani lumină distanță. Când Bloom și-a anunțat descoperirea în Science Express, o altă echipă astronomică anunțase că și-a găsit a doua gaură neagră supermasivă în centrul galaxiei Markarian 739. Ambele găuri sunt la doar 11.000 de ani lumină unul de altul, iar una este mai nesatiată decât cealaltă.
Galaxia Markarjan 739 a devenit astfel una dintre cele mai apropiate și mai strălucitoare galaxii cu un dublu nucleu galactic activ și, în același timp, un loc în care ar trebui să fie aplicat un semn pe harta turistică a lui Douglas Adams spunând: „Ar fi bine să ocolești aceste găuri de departe."