Găurile negre mari se pot instala la periferia galaxiilor mici

CAMBRIDGE, Mass. – Galaxiile mari precum Calea Lactee au găuri negre mari. Dar galaxiile mici ar putea avea și cele masive. Un nou sondaj a identificat zeci de candidați masivi pentru găuri negre în galaxii pitice diminuate.

În mod surprinzător, unele dintre acele potențiale găuri negre nu se află în centrul galaxiei lor, ci par să cutreieră periferiile, a declarat astronomul Amy Reines pe 20 mai la Conferința Black Hole Initiative 2019 de la Universitatea Harvard. Studierea acestor monștri năuciți ar putea ajuta astronomii să descopere misterul modului în care se formează găurile negre supermasive din galaxiile mai mari.

„Spre deosebire de înțelepciunea convențională, galaxiile pitice pot, și cel puțin unele au, găuri negre masive”, a spus Reines, de la Universitatea de Stat Montana din Bozeman. Aceste găuri negre ar putea „deține indicii despre formarea primelor semințe de găuri negre din universul timpuriu”.

Aproape fiecare galaxie masivă observată vreodată are o gaură neagră supermasivă în centru. Acești giganți, inclusiv ai Căii Lactee, cântăresc între 100.000 și câteva miliarde de ori masa soarelui. Și această masă este strâns legată de masa galaxiei gazdă. „În general, galaxiile mai mari au găuri negre mai mari”, a spus Reines.

Așa că atunci când Reines, ca studentă absolventă în 2011, a dat peste o gaură neagră supermasivă din galaxia pitică Henize 2-10, a rămas uimită. Reines căutase semne de formare a stelelor și, în schimb, a găsit gaura neagră care se hrănește activ, la aproximativ 30 de milioane de ani lumină de Pământ.

„Această descoperire a marcat un mediu cu totul nou pentru o gaură neagră masivă și am fost motivată să caut mai multe obiecte ca acesta”, a spus ea.

Privind în mii de galaxii pitice, Reines și colegii săi au descoperit de atunci aproximativ 100 de găuri negre masive, date de discurile strălucitoare de gaz care se învârte în jurul găurilor negre în timp ce se hrănesc.

Acele găuri negre „sunt probabil vârful aisbergului”, a spus Reines. Doar găurile negre care se hrănesc cel mai activ apar în lungimile de undă vizibile și numai în galaxiile cu formare de stele relativ scăzută. Deci pot fi multe altele care sunt mai greu de observat.

Cercetătorii își concentrează acum căutarea pe lungimi de undă radio mai lungi, invizibile, care pot dezvălui găuri negre care se hrănesc mai puțin agresiv. Folosind Very Large Array de radiotelescoape din New Mexico, echipa a găsit deja 39 posibile găuri negre în 111 galaxii pitice. Cel puțin 14 dintre acești candidați ar putea fi găuri negre, a spus Reines. Unele dintre celelalte ar putea fi alte obiecte care emit unde radio strălucitoare, cum ar fi rămășițele de supernovă.

În mod ciudat, unele dintre găurile negre nou găsite nu se află în centrele lor galactice, ci „rătăcesc prin periferia galaxiilor lor gazdă”, a spus Reines. Simulările pe computer sugeraseră că până la jumătate din galaxiile pitice ar putea avea găuri negre decentrate. Totuși, „am fost foarte surprinsă” de descoperiri, a spus ea. „Asta nu s-a văzut până acum.” Ea a sugerat că găurile negre ar fi putut fi înclinate într-o fuziune a galaxiilor sau decentrate atunci când două găuri negre mai mici s-au fuzionat într-o galaxie (SN: 29.04.17, str. 16).

Lucrarea „identifică o populație nouă și unică [of black holes] care ar fi putut fi ratat de alte tehnici de selecție”, spune astrofizicianul Vivienne Baldassare de la Universitatea Yale, care folosește alte tehnici pentru a căuta găurile negre în galaxiile pitice.

Studierea găurilor negre masive din galaxiile mici ar putea ajuta oamenii de știință să descopere cum găurile negre supermasive din galaxiile mai mari au devenit atât de mari în timpul cosmic. O posibilitate este ca găurile negre să se înmulțească prin adunarea maselor lor împreună atunci când galaxiile lor gazdă se unesc, sau ar fi putut începe relativ masive cu mult timp în urmă (SN Online: 3/16/18). Galaxiile pitice, care sunt suficient de mici încât probabil că nu au trecut prin multe fuziuni, ar putea păstra relicve ale acelor găuri negre masive antice. A ști cât de mari pot obține acele găuri negre relicve ar putea ajuta la legarea monștrilor supermasivi pe care astronomii îi văd în universul actual cu omologii lor antici.