Un precursor al găurilor negre, observat în premieră în zorii Universului

O echipă de astronomi de la Universitatea din Copenhaga a anunţat descoperirea unui obiect cosmic extrem de îndepărtat, aflat la 13 miliarde de ani-lumină distanţă de Pămînt, care ar putea fi cel mai timpuriu precursor cunoscut al unei găuri negre supermasive, conform unui studiu publicat pe 13 aprilie în revista Nature, transmite vineri Live Science, informează Noi.md cu referire la agerpres.ro.

Acest obiect cosmic primordial prezintă o serie de trăsături care-l plasează între galaxiile tinere, abundente în praf şi gaze cosmice, în care se formează numeroase noi stele şi nuclee galactice active, ce au în regiunile lor centrale găuri negre supermasive, cunoscute drept quasari.

Format la doar aproximativ 750 de milioane de ani după Big Bang, într-o perioadă considerată drept "zorii Universului", acest obiect pare să reprezinte prima dovadă directă a unei galaxii timpurii în care o acumulare masivă de praf şi gaze cosmice semnalează formarea unei găuri negre supermasive. Anterior, oamenii de ştiinţă postulaseră existenţa în Universul timpuriu a unor astfel de obiecte cosmice, denumite "quasari roşii de tranziţie", dar un astfel de obiect nu a fost observat niciodată pînă acum.

"Obiectul descoperit face legătura între două populaţii rare de obiecte cosmice - protogalaxii foarte bogate în praf cosmic şi quasari luminoşi", a susţinut coordonatorul acestui studiu, Seiji Fujimoto, cercetător postdoctoral la Institutul Niels Bohr din cadrul Universităţii din Copenhaga. "Din acest motiv, descoperirea ne deschide o nouă cale spre înţelegerea procesului de creştere rapidă a găurilor negre supermasive din Universul timpuriu", a adăugat el.

Quasarii (prescurtarea de la "obiecte cvasi-stelare") sînt obiecte cosmice extrem de strălucitoare, a căror energie provine de la găurile negre supermasive aflate în nucleele galactice. Cu mase care pot fi de miliarde de ori mai mari decît cea a Soarelui, aceste găuri negre supermasive atrag întreaga materie din jur şi deformează continuumul spaţiu-timp. Gazele cosmice absorbite de aceşti monştri se încălzesc pînă la temperaturi extreme din cauza frecării, generînd un flux de energie luminoasă comparabil cu lumina emisă de stele.

Studii anterioare au arătat că astfel de quasari existau deja în primii 700 de milioane de ani ai Universului, însă rămîne neclar cum s-au putut forma astfel de structuri cosmice supermasive atît de timpuriu. Simulările derulate pe calculator au sugerat existenţa unei faze de tranziţie în care se realizează o creştere extrem de rapidă, ce poate apărea în galaxiile în care există foarte mult praf cosmic şi o concentraţie mare de stele.

În noul studiu, cercetătorii susţin că au descoperit unul dintre aceste rare obiecte de tranziţie - denumit oficial GNz7q - în timp ce studiau cu ajutorul Telescopului Spaţial Hubble o veche galaxie în care se aprind numeroase stele.

Echipa a surprins o astfel de galaxie din zorii Universului în timpul unui proces extrem de activ de formare stelară - o galaxie în care se formau noi stele de 1.600 de ori mai rapid decît se formează în prezent în Calea Lactee. Toate aceste stele abia formate produc un volum uriaş de căldură, încălzind norii de gaze din proximitatea lor relativă pînă cînd aceste gaze încep să strălucească în spectrul infraroşu. Întreaga galaxie a devenit atît de fierbinte, încît praful său cosmic străluceşte mai puternic decît orice alt obiect cunoscut din această perioadă îndepărtată a Universului, conform cercetătorilor.

În mijlocul acestei mase strălucitoare de gaz, cercetătorii au detectat un singur punct roşu luminos - un obiect mare şi compact, ascuns printre uriaşii nori de gaz ce-l înconjoară. Conform oamenilor de ştiinţă, luminozitatea şi culoarea acestui punct corespunde perfect caracteristicilor preconizate ale quasarilor roşii de tranziţie.

"Proprietăţile observate sînt în acord perfect cu simulările teoretice şi sugerează că GNz7q este primul exemplu al fazei tranzitorii de creştere rapidă a unei găuri negre (...) predecesoarea unei găuri negre supermasive", a declarat unul dintre coautorii studiului, Gabriel Brammer, profesor-asociat la Institutul Niels Bohr.

Probabil că există încă multe astfel de obiecte cosmice care aşteaptă să fie descoperite, iar Telescopul Spaţial James Webb, lansat de NASA pe 25 decembrie 2021, are caracteristicile de performanţă care îi permit să observe astfel de obiecte îndepărtate cu o claritate mai mare decît Hubble.