Astronomii au descoperit că găurile negre supermasive, uriașe cosmice cu o forță gravitațională colosală, au încetinit ritmul de creștere în ultimii 10 miliarde de ani. Un nou studiu sugerează că motivul principal pentru această încetinire este simplu: găurile negre nu mai au suficient „combustibil” – adică gazul rece necesar pentru a se alimenta.
Aceste structuri cosmice, cu mase de milioane sau chiar miliarde de ori mai mari decât ale Soarelui, au crescut rapid în primele miliarde de ani după Big Bang. Însă, după o perioadă numită „amiaza cosmică”, creșterea lor a încetinit considerabil. Oamenii de știință au încercat să înțeleagă de ce, punând întrebări legate de disponibilitatea „hranei” pentru monștrii spațiului.
Mecanismul de „hrănire” al găurilor negre
Înțelegerea modului în care cresc găurile negre este crucială, mai ales că acestea evoluează odată cu galaxiile în care se află. Dimensiunea unei găuri negre supermasive este strâns legată de masa totală a stelelor și de mișcările acestora în regiunea centrală densă a galaxiei gazdă.
Pentru a urmări evoluția acestor procese de-a lungul timpului cosmic, cercetătorii au folosit date din nouă studii extragalactice. Ei au combinat observații largi, dar superficiale, cu observații foarte profunde pe regiuni mici. Datele au fost colectate de la unele dintre cele mai importante telescoape cu raze X, inclusiv Chandra X-ray Observatory, XMM-Newton și eROSITA. Radiația X este un indicator excelent al creșterii găurilor negre, deoarece este emisă constant de găurile negre active, oferind un contrast ridicat față de lumina stelelor și poate pătrunde prin gaz și praf.
Echipa a analizat observații pe mai multe lungimi de undă pentru 1,3 milioane de galaxii și 8.000 de găuri negre supermasive active, pentru a înțelege de ce rata lor de creștere a scăzut atât de mult. Trei ipoteze principale au fost testate: dacă găurile negre consumă mai puțină materie, dacă sunt mai mici sau dacă sunt mai puține.
Concluzii și direcții viitoare
Rezultatele studiului au arătat clar că scăderea cantității de gaz rece disponibil, începând de acum aproximativ 10 miliarde de ani, este factorul dominant. Rata de creștere a găurilor negre a scăzut de aproximativ 22 de ori.
„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 explicat Fan Zou, unul dintre autorii studiului. Studiul nu explică ritmul extrem de rapid de creștere din Universul timpuriu, dar acoperă cea mai mare parte a istoriei cosmice, aproximativ 75%. Cercetările viitoare vor folosi seturi de date și mai extinse pentru a descoperi populații și mai mari de găuri negre, inclusiv unele foarte vechi sau ascunse.
Studiul a fost publicat în revista The Astrophysical Journal și sugerează că, cel mai probabil, epoca în care găurile negre creșteau rapid a apus.
