Imaginați-vă un urs care adoarme după ce a devorat o cantitate mare de somon. Acest scenariu, bine cunoscut în natură, își găsește în mod ciudat echivalentul în spațiu. Oamenii de știință au descoperit recent o gaură neagră gigantică inactivă în Universul timpuriu folosind telescopul spațial James Webb. Această descoperire fascinantă pune sub semnul întrebării modelele noastre actuale de formare și evoluție a găurilor negre și ridică întrebări profunde despre istoria cosmică. Ea a fost prezentată într-un articol publicat în Nature.
Găurile negre sunt enigme fascinante ale universului. Acestea sunt regiuni în care gravitația este atât de intensă încât nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa. Ele se nasc adesea din prăbușirea gravitațională a stelelor masive la sfârșitul vieții lor. De-a lungul timpului, acumulează materia înconjurătoare, crescându-și masa. Acest proces este adesea însoțit de un disc de acreție: o structură învolburată de gaz și praf care se încălzește pe măsură ce se apropie de gaura neagră. Acest disc, deși temporar, strălucește intens și permite astronomilor să detecteze aceste obiecte după semnăturile lor luminoase. Găurile negre nu sunt întotdeauna active. Când încetează să acumuleze material, intră într-o stare latentă, devenind mult mai greu de observat. Tocmai în această stare a fost observată gaura neagră nou descoperită, care a adăugat un strat suplimentar de mister acestei descoperiri excepționale.
Gaura neagră în cauză se află într-o galaxie la aproximativ 13 miliarde de ani lumină distanță, care s-a format la doar 800 de milioane de ani după Big Bang. Masa sa este uluitoare: de 400 de milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui. Pentru comparație, majoritatea găurilor negre din universul local reprezintă în medie 0,1% din masa galaxiei lor gazdă. Aceasta, însă, ajunge la un incredibil de 40%. În ciuda dimensiunilor sale gigantice, această gaură neagră este în prezent latentă. Acumulează material într-un ritm foarte lent, care este de aproximativ 100 de ori mai mic decât limita sa teoretică, numită limită Eddington. Aceasta din urmă corespunde vitezei maxime de acumulare pe care o poate atinge o gaură neagră înainte ca presiunea radiației pe care o generează să împiedice căderea mai multor materie. Această fază de odihnă este o raritate pentru un obiect atât de masiv, făcându-l o descoperire fără precedent. De obicei, găurile negre în această stare emit atât de puțină lumină încât trec adesea neobservate chiar și de cele mai sensibile instrumente.
Această descoperire provoacă modelele tradiționale de formare a găurilor negre. Conform teoriilor actuale, aceste obiecte se formează treptat din resturile de stele și cresc prin acumularea de material în timp. Dar cum ar putea o astfel de gaură neagră masivă să existe atât de timpuriu în univers?
Cercetătorii au propus o ipoteză îndrăzneață: găurile negre experimentează perioade de creștere extrem de rapidă, urmate de faze lungi de odihnă. În timpul acestor faze active, care pot dura între 5 și 10 milioane de ani, ele acumulează o cantitate imensă de material la viteze care depășesc temporar limita Eddington. Apoi, ei intră în perioade de repaus care pot dura 100 de milioane de ani sau mai mult. Aceste cicluri ar putea explica modul în care un astfel de obiect masiv ar putea apărea atât de repede în istoria cosmică. Telescopul spațial James Webb a fost crucial în această descoperire. Datorită sensibilității sale excepționale la lungimile de undă în infraroșu, este capabil să capteze lumina de la cele mai îndepărtate obiecte din univers. În acest caz, deși gaura neagră era latentă, masa sa enormă a lăsat o amprentă gravitațională în împrejurimile sale, ceea ce a permis astronomilor să o identifice.
Această observație evidențiază importanța instrumentelor moderne în explorarea cosmică. Fără acest telescop, o gaură neagră inactivă de această dimensiune ar fi trecut neobservată, privând oamenii de știință de o oportunitate unică de a studia aceste faze puțin cunoscute ale evoluției lor. Această descoperire ar putea fi, de asemenea, doar vârful unui aisberg. Dacă găurile negre masive își petrec cea mai mare parte a timpului latent, este probabil ca universul să fie plin de acești „giganți adormiți”.
