Cum se formează găurile negre în univers?

(Dan Tri) - Găurile negre sunt giganți cu mase de milioane până la miliarde de ori mai mari decât Soarele nostru. Ele creează forțe gravitaționale atât de puternice încât nici măcar lumina nu poate scăpa.

Simulare a unei găuri negre supermasive (Ilustrație: Adobe).

În centrul majorității galaxiilor se află un gigant cosmic: o gaură neagră supermasivă. Aceste obiecte misterioase, cu mase de milioane până la miliarde de ori mai mari decât Soarele nostru, exercită o atracție gravitațională atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa.

Găurile negre sunt atât de masive încât modelează galaxiile din jurul lor. Ele influențează formarea stelelor, evoluția galaxiilor și chiar mișcările unor roiuri stelare întregi.

Calea Lactee nu face excepție. În centrul său se află Săgetătorul A*, o gaură neagră supermasivă care cântărește cât patru milioane de sori. Deși aceste găuri negre sunt cruciale pentru existența galaxiilor, încă nu știm cu siguranță cum se formează.

Totuși, un nou studiu al modelului Pop III.1, condus de astrofizicianul teoretician Jonathan Tan de la Universitatea din Virginia, abordează această problemă enigmatică dintr-o perspectivă nouă.

Profesorul Tan se bazează pe decenii de cercetare pentru a pune bazele unei noi teorii care ar putea explica modul în care s-au format aceste corpuri cosmice gigantice.

Conform cercetărilor efectuate de el și colegii săi, colapsul primei generații de stele, cunoscute și sub numele de protostele, ar fi putut duce la formarea găurilor negre supermasive.

Modelul Pop III.1

Stelele formate din hidrogen și heliu primordiale se numesc stele Pop III (Ilustrație: Spațiu).

În universul timpuriu, cu mult înainte de apariția galaxiilor și planetelor, s-a născut prima generație de stele. Aceste stele, formate din hidrogen și heliu primordiale, au fost numite de astrofizicieni stele Pop III.

Modelul Pop III.1, dezvoltat de profesorul Jonathan Tan, descrie stele care s-au format în medii neafectate de elemente mai grele. Fără carbon, oxigen sau metale grele care să regleze procesul de răcire, aceste prime stele ar fi putut atinge mase extrem de mari.

Imaginați-vă stele de sute de ori mai masive decât Soarele nostru. Dimensiunea lor enormă le conferă o durată de viață scurtă, colapsând rapid pentru a forma primele găuri negre.

Aceste găuri negre primordiale, rămășițe ale stelelor Pop III, acționează ca semințe pentru creșterea găurilor negre gigantice. În cele din urmă, acestea cresc și devin găurile negre supermasive pe care le vedem acum în centrele galaxiilor. Oamenii de știință au descoperit chiar și o gaură neagră supermasivă care cântărește de 36 de miliarde de ori mai mult decât Soarele.

Stelele Pop III.1 au jucat, de asemenea, un rol cheie în modelarea universului timpuriu. Radiațiile lor puternice au ionizat hidrogenul gazos din jur, inițiind reionizarea universului.

Acesta a fost un moment crucial în care universul și-a schimbat structura și echilibrul energetic. Rezultatul a fost o iluminare cosmică bruscă, cunoscută sub numele de „bliț” în cercurile astronomice.

Dubla influență a stelelor Pop III.1 le face importante în înțelegerea începuturilor structurii cosmice.

Provocări și alternative

Modelul Pop III.1 este încă considerat o teorie acceptată științific (Ilustrație: Spațiu).

Pe lângă explicarea formării găurilor negre supermasive, teoria Pop III.1 abordează și câteva probleme majore nerezolvate din cosmologie.

Aceste probleme includ „tensiunea Hubble”, dezbaterea dinamică privind energia întunecată și, de asemenea, anomalii legate de masele neutrinilor.

Prin legătura dintre primele stele și rămășițele găurilor negre ale acestora și evoluția la scară largă a universului, modelul profesorului Tan oferă o perspectivă unică ce ar putea ajuta la dezlegarea multor mistere.

Scenariul Pop III.1 nu este însă singura idee. Alte teorii sugerează că găurile negre primordiale s-au format direct din fluctuațiile densității în primele secunde de după Big Bang.

Aceste găuri negre ar putea fi semințele unor găuri negre supermasive. O altă abordare indică colapsul direct al norilor gigantici de gaz care nu formează stele.

Fiecare teorie propune un mecanism diferit, toate menite să explice misterele universului.

Predicțiile modelului Pop III.1 privind ionizarea universului timpuriu sunt, de asemenea, contestate. Constrângerile observaționale asupra fondului cosmic de microunde, în special efectul dinamic Sunyaev-Zeldovich, sugerează că cantitatea și momentul reionizării pot fi dificil de reconciliat.

Cu toate acestea, modelul Pop III.1 este încă considerat o teorie convingătoare, continuând să alimenteze dezbaterile despre modul în care s-a format una dintre primele structuri ale universului.

Sursă: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm