"Microfulgere" produse între picăturile de apă ar fi putut juca un rol important în aparţia vieţii pe Pământ
Publicat acum 9 ore si 0 minute
Astronomii au descoperit un jet de gaură neagră care a erupt atunci când Universul avea mai puțin de 1,2 miliarde de ani, adică aproximativ 9% din vârsta sa actuală. Jetul se întinde pe 200.000 de ani-lumină - de două ori lățimea Căii Lactee - ceea ce îl face cel mai mare jet de gaură neagră observat vreodată într-o epocă atât de timpurie, potrivit Live Science.
Zeci de ani de observații au arătat că găurile negre care se ascund în centrul galaxiilor acumulează gazul și praful din apropiere într-un disc turbionar. Pe măsură ce acest material cade, el eliberează cantități imense de energie datorită fricțiunii, determinând astfel găurile negre să expulzeze o parte din material sub formă de jeturi puternice. Deși radiotelescoapele au găsit sute de astfel de jeturi - chiar și unele mari - niciunul nu a fost observat în universul îndepărtat, timpuriu.
„Această descoperire arată acum că aceste jeturi există și că le putem detecta”, a declarat, pentru Live Science, Anniek Gloudemans, cercetător postdoctoral la NOIRLab al National Science Foundation, care a condus descoperirea. Pe lângă faptul că îi ajută pe astronomi să stabilească când s-au format primele jeturi de gaură neagră în Univers, descoperirea îi ajută să înțeleagă modul în care jeturile au influențat evoluția timpurie a galaxiilor lor gazdă, a adăugat ea.
„Am fost uimiți, dar și sceptici”
Jetul nou descoperit izbucnește din ambele părți ale unei găuri negre care se alimentează activ - un quasar numit J1601+3102, care are o masă de 450 de milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui și se află în inima unei galaxii aflate la aproximativ 10-13 miliarde de ani lumină de Pământ.
Cuasarul a fost descoperit în 2022 de o rețea de antene radio din Țările de Jos care fac parte din rețeaua LOFAR (Low Frequency Array). Această descoperire, de asemenea condusă de Gloudemans, a arătat că acest quasar eclipsează complet galaxia sa gazdă - atât de mult încât a ieșit în evidență ca fiind cel mai strălucitor dintre aproape două duzini de omologi ai săi supravegheați de LOFAR.
Acest lucru a atras atenția lui Gloudemans, determinând-o pe ea și pe colegii ei să efectueze observații ulterioare. De data aceasta, cercetătorii au utilizat toate cele 51 de antene LOFAR din întreaga Europă, creând efectiv un radiotelescop de mărimea unui continent care a îmbunătățit nivelul de detaliu de 20 de ori față de observațiile anterioare. Conform noului studiu, publicat la 6 februarie în The Astrophysical Journal Letters, imaginea rezultată a jetului găurii negre a fost esențială pentru confirmarea dimensiunii sale.
Această imagine a dezvăluit un lob nordic al jetului situat la 29 358 de ani lumină de quasar, precum și o pată sudică care părea să se întindă pe o distanță uriașă de 186.954 de ani lumină. O analiză mai amănunțită a confirmat că blobul sudic aparținea într-adevăr quasarului, ceea ce i-a determinat pe Gloudemans și pe colegii săi să îl interpreteze ca fiind contrajetul și, prin urmare, cel mai mare jet observat în Universul timpuriu.
„Am fost uimiți, dar și sceptici, așa că am avut grijă să adunăm toate dovezile înainte de a publica această lucrare”, a declarat Gloudemans pentru Live Science.
O strălucire extremă
Deși nu sunt neobișnuite în Universul apropiat, astfel de jeturi mari au rămas nedetectate în universul timpuriu deoarece radiația rămasă de la Big Bang, cunoscută sub numele de fond cosmic de microunde, a fost mai intensă în epocile anterioare, când universul era mai mic și mai dens. Interacțiunile dintre această radiație remanentă și jeturile găurilor negre fac ca jeturile - precum cel nou descoperit - să slăbească la lungimile de undă radio, ceea ce face ca emisiile lor diminuate să fie dificil de detectat în observațiile cu telescopul.
„Doar pentru că acest obiect este atât de extrem îl putem observa de pe Pământ, chiar dacă este foarte departe”, a declarat Gloudemans într-o declarație. În ciuda proprietăților extreme ale jetului, datele de la Observatorul Gemini din Hawaii arată că gaura neagră responsabilă de jet este relativ ușoară în comparație cu alți quasari din universul timpuriu, care au de obicei de miliarde de ori masa soarelui.
Această descoperire sugerează că cele mai puternice jeturi nu sunt neapărat create de găuri negre excepțional de masive sau de găuri negre care acaparează puternic material aproape de limita teoretică, a declarat Gloudemans pentru Live Science.
„Ne așteptam ca acest jet nou descoperit să găzduiască o gaură neagră extraordinară, dar nu a fost cazul”, a spus ea. Mai multe astfel de jeturi extinse trebuie descoperite în universul timpuriu pentru ca astronomii să înțeleagă mai bine cât de frecvente au fost, a spus ea, „dar această lucrare sugerează cel puțin că o gaură neagră nu trebuie să aibă o masă excepțională pentru a genera un astfel de jet în această epocă”.
Energia imensă eliberată de jeturile găurilor negre poate modifica evoluția galaxiilor prin mai multe mecanisme interconectate care reglează cantitatea de material disponibil pentru formarea stelelor. Prin urmare, J1601+3102 va fi un laborator cosmic valoros pentru studierea modului în care jeturile influențează galaxiile în universul timpuriu.
Potrivit lui Gloudemans, observațiile viitoare sunt susceptibile de a dezvălui mai multe jeturi radio extinse în universul timpuriu. „Cu siguranță există mai multe astfel de jeturi radio extinse acolo”, a spus ea.
