DESPRE MASA LIPSĂ DIN GALAXIA NOASTRĂ. ÎN URMĂ CU 6 MILIOANE DE ANI GAURA NEAGRĂ SUPERMASIVĂ DIN CENTRUL GALAXIEI NOASTRE S-A DEZLĂNȚUIT

sagittarius-a-black-hole

SAGITTARIUS A:Gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei. Credit foto: Discovermagazine.com

Cu 6 milioane de ani în urmă, când primii strămoși ai omului pe Terra își căutau calea spre supraviețuire, gaura neagră din centrul Căii Lactee se afla în faza sa de ferocitate. În prezent această gaură neagră, cu o vechime medie, din centrul nostru galactic, este în hibernare, înghițind alene doar cantități mici de hidrogen. Însă la momentul când primii hominizi pășeau pe Terra, Sagittarius A înghițea materie și expulza gaze cu viteze de peste 1000 km/secundă. Dovada acestei faze hiperactive din viața obiectului Sagittarius, cea a unui Nucleu Galactic Activ (AGN), a apărut pe măsura cercetărilor adiacente, legate de masa lipsă din Calea Lactee.

Atunci când dorim să înțelegem mediul galactic, survine un paradox, un puzzle comic, care se cere dezlegat. Problema este că se poate calcula câtă materie ar trebui să vedem în galaxia noastră dar, când facem acest lucru, materia calculată nu este acolo! Iar acest puzzle nu este aplicabil doar Căii Lactee, fiind o problema și pentru alte galaxii, de fapt, pentru întregul univers.

Măsurătorile oamenilor de știință arată că galaxia noastră are o masă de 1-2 triliarde mai mare decât cea a Soarelui. Materia întunecată, acel ceva misterios și invizibil de coșmar pentru cosmologi, reprezintă cinci din șase părți ale masei. De obicei, materia obișnuită reprezintă ce-a de-a șasea parte din masa galaxiei, cam 150-300 miliarde de mase solare. Însă noi putem găsi doar 65 miliarde de mase solare din acea materie obișnuită, compusă din elemente familiare: protoni, neutroni și electroni. Restul se află în acțiune!

Astrofizicienii de la Centrul de Astrofizică Harward-Smithsonian au căutat masa lipsă și au publicat rezultatele cercetărilor lor într-un nou studiu.

”Ne-am jucat de-a v-ați ascunselea la nivel cosmic. Și ne-am întrebat unde se poate ascunde masa lipsă?”, a scris prim autorul Fabrizio Nicastro, cercetător asociat la Centrul de Astrofizică Harward-Smithsonian și astrofizician al Institutului Național de Astrofizică din Italia.

”Am analizat arhivele cu observații în raze X de la sonda XMM-Newton și am descoperit că masa lipsă se află într-o ceață de gaze cu o temperatură de un milion de grade ce învăluie galaxia noastră. Acea ceață absoarbe razele X de la mai multe surse îndepărtate din fundal,” a continuat Nicastro.

Nicastro și alți cercetători implicați în studiu au analizat modul în care razele X au fost absorbite și au calculat cantitatea și distribuția materiei obișnuite în acea ceață. Echipa s-a bazat pe modele computerizate și pe informațiile de la XMM-Newton. Însă rezultatele lor nu s-au potrivit cu o distribuție uniformă a gazelor din această ceață. În loc de asta, există o ”bulă” goală, unde nu există gaz deloc. Iar acea bulă se extinde de la centrul galactic două treimi din calea spre Terra.

Ce anume poate explica această ”bulă”? De ce această ceață de gaze nu este răspândită mai uniform prin galaxie? Dispersarea gazului dintr-o regiune atât de mare ar necesita o cantitate enormă de energie, iar autorii au subliniat că o gaură neagră activă ar putea face asta. Ei au presupus că Sagittarius A era foarte activă la acel moment, alimentându-se cu gazul absorbit și ejectând în același timp curenți de gaz fierbinți cu o viteză de peste 1000 km/sec.

Ceea ce ne conduce în prezent când, după 6 milioane de ani, unda de șoc cauzată de acea activitate a călătorit 20.000 de ani lumină, creând bula din jurul centrului galactic.

”Liniile diferite ale evidenței se combină împreună foarte bine”, precizează co-autorul studiului Martin Elvis. ”Această fază activă a durat între 4 și 8 milioane de ani, interval rezonabil pentru un cuasar.”

Numerele par să se potrivească de asemenea, în acest scenariu. Gazul cuantificat în modelele și observațiile echipei a însemnat adăugarea a peste 130 miliarde mase solare. Iar acest număr pare să acopere destul de bine totalul, de vreme ce masa lipsă din galaxie este considerată a cuprinde între 85 – 235 miliarde de mase solare.

Această ”revelație” este interesantă deși nu reprezintă ultimul cuvând în ceea ce privește masa lipsă din Calea Lactee. Două misiuni spațiale viitoare – Observatorul Athena X-ray al Agenției Spațiale Europene – planificat pentru lansare în 20128 și X-Ray Surveyor al NASA – ar putea furniza mai multe răspunsuri.

Cine știe? Poate că informațiile legate legate de această chestiune a materiei lipsă din Calea Lactee și alte galaxii vor putea fi completate cu date ale activității din centrul galaxiei și ce anume a modelat evoluția galactică.

Sursa: UniverseToday

Traducere și adaptare: Ciprian Crișan


Despre masa lipsă din galaxia noastră și din alte galaxii.
Versiune audio - via Ruxandra Munteanu

CUM VOR ARĂTA PRIMELE FOTOGRAFII ALE UNOR GĂURI NEGRE?

Această imagine în formă de semilună se potrivește cel mai bine observațiilor asupra lui Sagittarius A, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre - conform unui studiu din ianuarie 2013. CREDIT: Kamruddin/Dexter

Această imagine în formă de semilună se potrivește cel mai bine observațiilor asupra lui Sagittarius A, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre – conform unui studiu din ianuarie 2013. CREDIT: Kamruddin/Dexter

O gaură neagră gigantă este considerată a se afla în centrul galaxiei noastre Calea Lactee, dar nu a fost niciodată văzută. Acum astronomii oferă o predicție privind cum vor arăta primele fotografii ale unor găuri negre ce vor fi făcute cu o tehnologie care va fi perfectată foarte curând.

În particular – cercetătorii au ajuns la concluzia că acele imagini ale unei găuri negre – mai precis granițele acestora – vor avea o formă de semilună – mai degrabă decât forma de pată de cerneală ce este de obicei promisă.

Prin modelarea aspectului probabil al acestor imagini, cercetătorii spun să se pregătesc să interpreteze fotografiicel ce vor deveni curând disponibile prin intermediul telescoapelor aflate acum în construcție.

”Nimeni nu a reușit să surprindă o imagine a unei găuri negre”, a precizat Ayman Bin Kamruddin, student la Universitatea Berkeley din California, care a prezentat un poster al cercetării acum două săptămâni, la Long Beach – California – la a 221-a intâlnire a Societății Astronomice Americane. ”Până acum a fost imposibil pentru că găurile negre sunt prea mici pe cer. Chiar acum obținem ceva detalii despre structură, dar nu avem încă o imagine”.

Găurile Negre sunt invizibile în sine, desigur, deoarece nici chiar lumina nu poate scăpa din capcanele sale gravitaționale. Cu toate acestea, granițele unei găuri negre – punctul fără întoarcere numit orizontul evenimentului – ar trebui să fie vizibil prin radiația emisă de materia prăbușită în gaura neagră.

”Împrejurimile imediate ale unei găuri negre au o mulțime de evenimente fizice interesante ce se derulează acolo și sunt emițătoare de lumină”, a spus Kamruddin. ”Tehnic vorbind, nu vedem exact gaura neagră, dar obținem o rezolvare efectivă a orizontului evenimentului”.

Un nou proiect numit ”Event Horizon Telescope” combină puterea de rezoluție a numeroase antene ale unei rețele mondiale de telescoape radio pentru a ”vedea” obiecte care altfel ar fi prea mici pentru a le urmări.

”Telescopul Event Horizon este primul instrument capabil să rezolve scalări comparabile cu dimensiunea unui orizont al evenimentului unei găuri negre”, a precizat colaboratorul lui Kamruddin la Universitatea Berkeley, astronomul Jason Dexter. ”Există o șansă destul de mare să obținem primele asemenea imagini în următorii cinci ani”.

Telescopul Event Horizon deja a obținut câteva măsurători preliminare ale obiectului numit Sagittarius A din, situat în centrul galaxiei Calea Lactee.

Kamruddin și Dexter au comparat aceste informații cu diverse modele fizice și au găsit că imaginile se potrivesc cel mai bine sunt cele cu aspect de semilună, mai degrabă de cât formele ciculare cumite ”Gaussiene asimetrice” ce au fost folosite anterior în modele.

Forma de semilună iese din gogoașa plată, numită disc de acumulare, format din materia ce orbitează o gaură neagră în drumul său spre prăbușire. Pe măsură ce gazul se rotește în jurul găurii negre, o parte a discului devine vizibilă dinspre Terra și lumina sa devine mai strălucitoare datorită unui proces numit pulsare Doppler. Cealaltă parte, reprezentând gazul îndepărtat, devine mai vagă, datorită acestui efect.

În centrul semilunei este un cerc întunecat numit umbra găurii negre, care reprintă gaura neagră în sine – un obiect incredibil de dens, unde spațiiul-timpul are proprietăți speciale.

”Există un fenomen de îndoire extremă a luminii datorată relativității generale și câmpului gravitațional extrem de puternic”, spune Kamruddin.

Cunoscând că acest modelu de semilună se potrivește cel mai bine cu informațiile culese – cercetătorii pot alege între diferitele modele ce descriu fizica evenimentelor din jurul găurii negre. În cele din urmă astronomii speră să poată utiliza primele fotografii ale obiectului Sagittarius A pentru a putea estima masa gingantei găuri negre din centrul galaxiei noastre.

”Chiar și numai obținerea unei imagini în sine este extraordinară”, a spus Kamruddin. ”Aceasta va oferi confirmarea directă a evenimentului orizontului, care a fost prezis dar nimeni de fapt nu l-a văzut. Posibilitatea de a-l vedea s-ar putea concretiza în modificarea puțin a manualelor de fizică”.

 Sursa: Space.com