Gravitația care curbește lumina dezvăluie una dintre cele mai mari găuri negre descoperite vreodată

O echipă de astronomi a descoperit una dintre cele mai mari găuri negre găsite vreodată, profitând de un fenomen numit lentilă gravitațională.

Echipa, condusă de Universitatea Durham, Marea Britanie, a folosit lentile gravitaționale – în cazul în care o galaxie din prim-plan curbează lumina de la un obiect mai îndepărtat și o amplifică – și simulări cu supercomputer pe instalația DiRAC HPC, ceea ce a permis echipei să examineze îndeaproape modul în care lumina este curbată de către o gaură neagră în interiorul unei galaxii la sute de milioane de ani lumină de Pământ.

Ei au găsit o gaură neagră ultramasivă, un obiect de peste 30 de miliarde de ori masa soarelui nostru, în galaxia din prim-plan, o scară rar văzută de astronomi.

Este prima gaură neagră descoperită folosind această tehnică, în care echipa simulează lumina care călătorește prin univers de sute de mii de ori. Fiecare simulare include o gaură neagră de masă diferită, modificând calea luminii către Pământ.

Când cercetătorii au inclus o gaură neagră ultramasivă într-una dintre simulările lor, calea parcursă de lumina din galaxia îndepărtată pentru a ajunge la Pământ s-a potrivit cu calea văzută în imaginile reale capturate de Telescopul Spațial Hubble.

Rezultatele sunt publicate astăzi în jurnal Notificări lunare ale Societății Regale de Astronomie.

Autorul principal, dr. James Nightingale, de la Departamentul de Fizică al Universității Durham, a declarat: „Această gaură neagră specială, care are de aproximativ 30 de miliarde de ori masa soarelui nostru, este una dintre cele mai mari niciodată detectate și se află la limita superioară a dimensiunii pe care o avem. Cred că, teoretic, găurile negre pot deveni, așa că aceasta este o descoperire extrem de interesantă.”

Lentila gravitațională apare atunci când câmpul gravitațional al unei galaxii din prim-plan pare să îndoaie lumina dintr-o galaxie de fundal, ceea ce înseamnă că o observăm de mai multe ori.

Ca o lentilă adevărată, aceasta mărește și galaxia de fundal, permițând oamenilor de știință să o studieze mai în detaliu.

Dr Nightingale a spus: „Cele mai multe dintre cele mai mari găuri negre pe care le cunoaștem sunt într-o stare activă, în care materia atrasă în apropierea găurii negre se încălzește și eliberează energie sub formă de lumină, raze X și radiații. ‘

„Cu toate acestea, lentila gravitațională face posibilă studierea găurilor negre inactive, ceea ce nu este posibil în prezent în galaxiile îndepărtate. Această abordare ne-ar putea permite să detectăm multe alte găuri negre dincolo de universul nostru local și să dezvăluie modul în care aceste obiecte exotice au evoluat în continuare în timpul cosmic. ”

Studiul, care include și Institutul Max Planck din Germania, deschide posibilitatea tentantă ca astronomii să descopere mult mai multe găuri negre inactive, ultramasive decât se credea anterior și să studieze cum au devenit atât de mari.

Povestea acestei descoperiri a început în 2004, când profesorul Alastair Edge, colegul astronom de la Universitatea Durham, a observat un arc uriaș al unei lentile gravitaționale în timp ce examina imagini dintr-un sondaj al galaxiilor.

Cu 19 ani înainte și cu ajutorul imaginilor de foarte înaltă rezoluție de la Telescopul Hubble de la NASA și de la facilitățile de supercomputer DiRAC COSMA8 de la Universitatea Durham, Dr Nightingale și echipa sa au reușit să revizuiască acest lucru și să exploreze în continuare.

Echipa speră că acesta este primul pas pentru a permite explorarea mai profundă a misterelor găurilor negre și că viitoarele telescoape la scară mare îi vor ajuta pe astronomi să studieze găurile negre și mai îndepărtate pentru a afla mai multe despre dimensiunea și scara lor.