Dezvoltarea găurilor negre supermasive din Univers a încetinit considerabil în ultimii 10 miliarde de ani, iar un nou studiu oferă o explicație convingătoare: acestea au rămas fără „combustibil”. Cercetările sugerează că lipsa gazului rece disponibil este factorul determinant în încetinirea creșterii acestor giganți cosmici.
De ce încetinesc găurile negre?
Astronomii au observat de mult timp că găurile negre supermasive, cu mase de milioane sau miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui, au crescut rapid în primele miliarde de ani după Big Bang. Totuși, ritmul lor de creștere a încetinit considerabil după perioada numită „amiaza cosmică”, când Universul avea mai puțin de un sfert din vârsta actuală. Oamenii de știință s-au întrebat mult timp de ce se întâmplă acest lucru. Erau mai puține găuri negre care „se hrănesc” sau exista un factor extern care le limitează creșterea?
Concluzia studiului este clară: găurile negre, în special cele mai „înfometate”, nu mai au suficient gaz rece disponibil pentru a se alimenta. Fan Zou a explicat că „Știam că găurile negre cresc mai lent, dar nu și de ce, iar explicația s-a dovedit a fi că fiecare gaură neagră consumă material mult mai încet, nu că ar exista mai puține sau ar fi mai mici”. Această descoperire vine în urma analizării datelor obținute de la unele dintre cele mai importante telescoape cu raze X, inclusiv Chandra X-ray Observatory, XMM-Newton și eROSITA, împreună cu date de la alte nouă studii extragalactice.
Cum au ajuns cercetătorii la această concluzie?
Pentru a înțelege mai bine modul în care cresc găurile negre, cercetătorii au analizat date pe mai multe lungimi de undă pentru 1,3 milioane de galaxii și 8.000 de găuri negre supermasive active. Ei au testat trei ipoteze principale: dacă găurile negre consumă mai puțină materie, dacă sunt mai mici sau dacă sunt mai puține. Rezultatul a indicat o scădere a cantității de gaz rece disponibil ca fiind factorul dominant.
„Ceea ce m-a surprins cel mai mult este că am reușit să izolăm cauza principală, există într-adevăr un motiv dominant, nu un amestec complicat de factori”, a spus Zou. Studiul sugerează că rata de creștere a găurilor negre a scăzut de aproximativ 22 de ori. Cu toate că studiul nu explică ritmul extrem de rapid de creștere din Universul timpuriu, el acoperă cea mai mare parte a istoriei cosmice, aproximativ 75%. Rezultatele sugerează că epoca în care găurile negre creșteau rapid a apus.
Ce urmează pentru găurile negre?
Cercetările viitoare vor folosi seturi de date și mai extinse, inclusiv observații suplimentare în raze X și pe mai multe lungimi de undă, pentru a descoperi populații și mai mari de găuri negre, inclusiv unele foarte vechi sau ascunse în nori denși de gaz și praf. Conform concluziilor studiului, „nu ne așteptăm ca multe găuri negre supermasive să mai apară sau să crească semnificativ în viitor. De fapt, am descoperit în 2024 că numărul lor era aproape stabilizat încă de acum 7 miliarde de ani și probabil va rămâne așa”, a menționat Fan Zou. Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal.
