Cea mai importanta descoperire din Calea Lactee: Gaura neagră din centru este pregătită pentru o schimbare ireversibilă

Gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee se rotește atât de repede încât deformează spațiu-timpul care o înconjoară într-o formă care poate semăna cu o minge de fotbal.

Astronomii numesc această gaură neagră gigantică Sagittarius A* (pe scurt Sgr A*), care se află la o distanță de aproximativ 26.000 de ani-lumină de Pământ, în centrul galaxiei noastre.

Găurile negre au două proprietăți fundamentale: masa lor (cât cântăresc) și spinul (cât de repede se rotesc). Determinarea oricăreia dintre aceste două valori le spune oamenilor de știință foarte multe despre orice gaură neagră și despre modul în care se comportă.

O echipă de cercetători a aplicat o nouă metodă care utilizează date radio și cu raze X pentru a determina cât de repede se rotește Sgr A*, pe baza modului în care materialul se apropie și se îndepărtează de gaura neagră. Ei au descoperit că Sgr A* se rotește cu o viteză unghiulară - numărul de rotații pe secundă - care reprezintă aproximativ 60% din valoarea maximă posibilă, o limită stabilită de faptul că materialul nu poate călători mai repede decât viteza luminii.

În trecut, diferiți astronomi au făcut alte câteva estimări ale vitezei de rotație a lui Sgr A* folosind tehnici diferite, cu rezultate care variau de la Sgr A* care nu se rotește deloc până la Sgr A* care se rotește aproape la viteza maximă.

"Munca noastră poate ajuta la rezolvarea problemei cu privire la viteza de rotație a găurii negre supermasive din galaxia noastră", a declarat Ruth Daly de la Penn State University, care este autorul principal al noului studiu. "Rezultatele noastre indică faptul că Sgr A* se învârte foarte rapid, ceea ce este interesant și are implicații de anvergură."

O gaură neagră care se rotește trage "spațiu-timpul" (combinația dintre timp și cele trei dimensiuni ale spațiului) și materia din apropiere în jurul ei în timp ce se rotește. Spațiu-timpul din jurul găurii negre care se rotește este, de asemenea, strivit. Privind o gaură neagră de sus, de-a lungul țevii oricărui jet pe care îl produce, spațiu-timpul are o formă circulară. Privind gaura neagră care se rotește din lateral, cu toate acestea, spațiu-timpul are forma unei mingi de fotbal. Cu cât rotația este mai rapidă, cu atât mingea de fotbal este mai plată.

Rotația unei găuri negre poate acționa ca o sursă importantă de energie. Găurile negre supermasive care se rotesc pot produce fluxuri colimate, adică fascicule înguste de materie, cum ar fi jeturile, atunci când energia de rotație este extrasă, ceea ce presupune existența a cel puțin puțină materie în vecinătatea găurii negre.

Din cauza combustibilului limitat din jurul lui Sgr A*, această gaură neagră a fost relativ liniștită în ultimele milenii, cu jeturi relativ slabe. Totuși, această lucrare arată că acest lucru s-ar putea schimba dacă cantitatea de materie din vecinătatea lui Sgr A* crește.

"O gaură neagră care se învârte este ca o rachetă pe rampa de lansare", a declarat Biny Sebastian, coautor la Universitatea Manitoba din Winnipeg, Canada. "Odată ce materialul se apropie suficient de mult, este ca și cum cineva a alimentat racheta și a apăsat butonul de "lansare"."

Acest lucru înseamnă că, în viitor, dacă proprietățile materiei și intensitatea câmpului magnetic din apropierea găurii negre se vor schimba, o parte din energia enormă a rotației găurii negre ar putea impulsiona ieșiri mai puternice. Această sursă de materie ar putea proveni din gaz sau din rămășițele unei stele sfâșiate de gravitația găurii negre, în cazul în care acea stea se apropie prea mult de Sgr A*.

"Jeturile alimentate și colimate de gaura neagră centrală a unei galaxii care se rotește pot afecta profund aprovizionarea cu gaz a unei întregi galaxii, ceea ce afectează rapiditatea cu care se pot forma stelele și chiar dacă acestea se pot forma", a declarat coautorul Megan Donahue de la Michigan State University. "Bulele Fermi" observate în raze X și raze gamma în jurul găurii negre din Calea Lactee arată că gaura neagră a fost probabil activă în trecut.

Măsurarea roteției găurii noastre negre este un test important al acestui scenariu." Pentru a determina rotația lui Sgr A*, autorii au folosit o metodă teoretică cu o bază empirică, denumită "metoda fluxului de ieșire", care detaliază relația dintre spinul găurii negre și masa sa, proprietățile materiei din apropierea găurii negre și proprietățile fluxului de ieșire.

Fluxul colimat produce undele radio, în timp ce discul de gaz care înconjoară gaura neagră este responsabil pentru emisia de raze X. Folosind această metodă, cercetătorii au combinat datele de la Chandra și VLA cu o estimare independentă a masei găurii negre de la alte telescoape pentru a constrânge rotația găurii negre.

"Avem o vedere specială asupra lui Sgr A* deoarece este cea mai apropiată gaură neagră supermasivă de noi", a declarat co-autorul Anan Lu de la Universitatea McGill din Montreal, Canada. "Deși este liniștită în acest moment, munca noastră arată că, în viitor, va da un impuls incredibil de puternic materiei înconjurătoare. Acest lucru s-ar putea întâmpla peste o mie sau un milion de ani, sau s-ar putea întâmpla în timpul vieții noastre".