Prădător cosmic suprem: astronomii au detectat o gaură neagră care își „înfometează” galaxia gazdă până la moarte

Astronomii au folosit telescopul spațial James Webb al NASA/ESA pentru a confirma că găurile negre supermasive pot lipsi galaxiile gazdă de combustibilul de care au nevoie pentru a forma noi stele.

Echipa internațională, condusă de Universitatea Cambridge, a folosit telescopul Webb pentru a observa o galaxie de dimensiunea Căii Lactee în universul timpuriu, la aproximativ două miliarde de ani după Big Bang. La fel ca majoritatea galaxiilor mari, aceasta are în centru o gaură neagră supermasivă. Cu toate acestea, această galaxie este în esență „moartă”: a încetat în mare parte să mai formeze stele noi.

„Pe baza observațiilor anterioare, știam că această galaxie se află într-o stare de stingere: nu formează multe stele având în vedere dimensiunea sa și ne așteptăm să existe o legătură între gaura neagră și sfârșitul formării stelelor”, a declarat coautorul principal, Dr. Francesco D’Eugenio de la Institutul Kavli de Cosmologie din Cambridge.

„Cu toate acestea, până la Webb, nu am reușit să studiem această galaxie suficient de detaliat pentru a confirma această legătură și nu am știut dacă această stare de stingere este temporară sau permanentă.”

Galaxia lui Pablo

Această galaxie, denumită oficial GS-10578, dar supranumită „Galaxia lui Pablo” după colegul care a decis să o observe în detaliu, este masivă pentru o perioadă atât de timpurie a universului: masa sa totală este de aproximativ 200 de miliarde de ori mai mare decât masa Soarelui nostru, iar majoritatea stelelor sale s-au format în urmă cu 12,5 și 11,5 miliarde de ani.

„În universul timpuriu, majoritatea galaxiilor formează o mulțime de stele, așa că este interesant să vedem o galaxie moartă atât de masivă în această perioadă de timp”, a declarat coautorul, profesorul Roberto Maiolino, de asemenea de la Institutul Kavli pentru Cosmologie. „Dacă a avut suficient timp să ajungă la această dimensiune masivă, orice proces care a oprit formarea stelelor s-a întâmplat probabil relativ repede”.

Folosind Webb, cercetătorii au detectat că această galaxie expulzează cantități mari de gaz la viteze de aproximativ 1 000 de kilometri pe secundă, ceea ce este suficient de rapid pentru a scăpa de atracția gravitațională a galaxiei. Aceste vânturi rapide sunt „împinse” în afara galaxiei de către gaura neagră.

Gaura neagră înfometează galaxia până la moarte

La fel ca alte galaxii cu găuri negre în curs de acreție, „Galaxia lui Pablo” are vânturi rapide de gaze fierbinți, dar acești nori de gaze sunt fragili și au o masă redusă. Webb a detectat prezența unei noi componente a vântului, care nu a putut fi observată cu telescoapele anterioare. Acest gaz este mai rece, ceea ce înseamnă că este mai dens și – în mod esențial – nu emite lumină. Webb, cu sensibilitatea sa superioară, poate vedea acești nori întunecați de gaz deoarece aceștia blochează o parte din lumina galaxiei din spatele lor.

Masa de gaz care este ejectată din galaxie este mai mare decât cea de care galaxia ar avea nevoie pentru a continua să formeze noi stele. În esență, gaura neagră înfometează galaxia până la moarte. Rezultatele sunt raportate în revista Nature Astronomy.

„Am găsit vinovatul”, a declarat D’Eugenio. „Gaura neagră ucide această galaxie și o menține latentă, tăindu-i sursa de „hrană” de care galaxia are nevoie pentru a forma noi stele.”

Deși modelele teoretice anterioare au prezis că găurile negre au acest efect asupra galaxiilor, înainte de Webb, nu a fost posibilă detectarea directă a acestui efect.