Găurile negre ultramasive sunt adevărați coloși cosmici, masele lor fiind de ordinul a zece miliarde de mase solare. Asemeni oricărei găuri negre supermasive care se respectă, acestea se găsesc în centrul galaxiilor (mult mai masive decât Calea Lactee) și acționează atât ca o ancoră galactică, dar și ca un „cuptor cosmic”, având puterea să dicteze ritmul, rata și numărul de stele ce vor lua naștere în galaxie prin intermediul dinamicii materiei din discul lor de acreție.

Totuși, de ce am studia găuri negre ultramasive? Nu sunt acestea decât niște găuri negre supermasive mai grele?
Ei bine, trecerea de la “super” la “ultra” masiv pune sub semnul întrebării modelele actuale pentru formarea de găuri negre cu implicații în dinamica/formarea galaxiilor. Un astfel de exemplu a fost descoperit recent în sistemul binar de galaxii „Potcoava Cosmică” și studiat de Carlos Melo-Carneiro și colaboratorii săi. Galaxia masivă din centrul imaginii curbează „pânza” spațiu-timpului, astfel încât lumina care ajunge de la galaxia masivă creează o iluzie optică dând impresia că partenera sa mai ușoară are forma unei potcoave.  Acest fenomen de „lentiă gravitațională” constituie o modalitate indirectă de a măsura masa unei găuri negre, cu mențiunea că permite erori destul de mari. Melo-Carneiro și colaboratorii au dublat această estimare cu un set de măsuratori spectroscopice folosindu-se de imagini culese de telescopul Hubble, ajungând astfel la o precizie mare în determinarea masei găurii negre; o valoare uimitoare de 36 de miliarde de mase solare! Estimările actuale ne spun ca limita maximă pentru masa unei găuri negre este de 50 de miliarde de mase solare. Această limită există deoarece, în momentul în care gaura neagra absoarbe materie, aceasta din urmă este dispusă sub forma unui nor de gaz în jurul găurii negre (disc de acreție), iar în momentul în care absorbția se face rapid, aceste particulele ce alcătuiesc discul de acreție sunt agitate și emit lumină.  Lumina emisă aduce cu sine o presiune care se opune atracției gravitaționale intense, creând astfel o limită pentru cât de rapid și cât de multă materie poate înghiți o gaură neagră.

Desigur, există găuri negre ultramasive cu mase estimate inițial peste limita menționată anterior, de pildă cea care alimentează quasarul TON618. Primele măsurători au indicat echivalentul a 66 de miliarde de mase solare, dar măsurători ale dinamicii stelelor în jurul găurii negre ultramasive au îmbunătațit precizia cu care a fost determinată masa acesteia, estimată acum la mai puțin de 40 de miliarde de mase solare.

Pe deoparte, această valoare extremă a masei găurii negre poate fi explicată prin faptul că sistemul Potcoavei Cosmice este o galaxie „fosilă”, fiind formată din ciocnirea și fuzionarea mai multor galaxii dintr-un cluster deci, implicit, și fuzionarea găurilor negre aflate în centrul acestora. Pe de altă parte, raportul dintre masa găurii negre și masa galaxiei este de 1,5 ori mai mare decât media pentru un astfel de sistem binar de galaxii. O explicație convențională este că, la momentul ciocnirii găurilor negre din clusterul-părinte, energiile ridicate au ejectat foarte multă materie din sistem, dar cercetătorii nu exclud varianta că în spatele evoluției unei găuri negre ultramasive ar putea exista mecanisme încă necunoscute. Astfel, prin studiul acestor găuri negre ultramasive, ne putem aștepta la elucidarea misterelor din spatele genezei și evoluției acestor corpuri cosmice fascinante.

Sursă știre și foto:   https://doi.org/10.1093/mnras/staf1036