Găurile negre enorme aflate în centrul majorității galaxiilor sunt semnificativ mai masive decât credeau astrofizicienii, conform unui nou studiu, transmite Agerpres.

O echipă de oameni de știință a folosit o nouă metodă pentru a măsura cu o precizie fără precedent distanța către galaxia spiralată activă NGC 4151 — în al cărui centru se află un veritabil „monstru” cosmic supranumit „Ochiul lui Sauron” (trimitere la reprezentarea ochiului atotvăzător al lui Sauron din seria „Stăpânul Inelelor”). Acest calcul le-a permis să determine cu un grad mai mare de acuratețe masa acestei găuri negre din centrul galaxiei NGC 4151, iar rezultatul este surprinzător.

„Calculele noastre indică faptul că găurile negre supermasive sunt cu 40% mai masive decât se credea. Acest lucru schimbă în mod fundamental felul în care determinăm masa găurilor negre”, a susținut unul dintre coautorii acestui studiu, Darach Watson, de la Institutul Niels Bohr din cadrul Universității din Copenhaga.

Găurile negre supermasive pot conține masa a sute de milioane sau chiar a câteva miliarde de sori.

Estimările precedente ale distanței până la gaura neagră centrală a galaxiei NGC 415 erau realizate pe baza analizei deviației luminii spre roșu — o creștere a lungimii de undă a radiației electromagnetice receptată de un detector prin comparație cu lungimea de undă emisă de sursă în mișcare. Această tehnică a oferit rezultate imprecise ce oscilau între 13 milioane și 95 de milioane de ani lumină, conform lui Watson.

Astfel, echipa coordonată de Sebastian Hönig de la Universitatea din Southampton (Anglia), a apelat la o metodă diferită de a afla distanța: geometria.

Pe măsură ce gaura neagră din centrul galaxiei NGC 4151 se hrănește cu norii de gaze cosmice din apropiere, această materie se încălzește foarte puternic și începe să emită radiații ultraviolete. Această radiație, la rândul ei, încălzește un inel de praf cosmic aflat pe orbita găurii negre, iar praful începe să emită radiații în spectrul infraroșu.

Observațiile făcute de pe Terra au determinat că decalajul de timp dintre emisiile de radiații ultraviolete și cele de radiații în spectrul infraroșu este de 30 de zile. Iar cum viteza luminii este o constantă universală, calcularea distanței dintre gaura neagră și inelul de praf cosmic de pe orbita ei devine o problemă simplă.

Cercetătorii au folosit telescoapele gemene Keck din Hawaii pentru a măsura unghiul sub care poate fi văzut acest inel de praf — un unghi de doar 12 milionimi de grad. Ei au combinat lumina recepționată de ambele telescoape prin intermediul interferometriei. Această metodă a avut ca rezultat obținerea unei rezoluții de aproximativ 100 de ori mai mare decât cea obținută de telescopul spațial Hubble aparținând NASA.

După aceea, oamenii de știință au putut calcula distanța până la „Ochiul lui Sauron” folosind geometria. Distanța de la gaura neagră până la inelul de praf cosmic formează baza un triunghi isoscel, iar cele două laturi egale ale triunghiului reprezintă distanța de la Pământ la fiecare parte a inelului de gaz. Iar cum valoarea unghiului ascuțit din vârful acestui triunghi isoscel este cunoscută, lungimea celor două laturi egale poate fi calculată.

Astfel, echipa a ajuns la concluzia că distanța până la gaura neagră din centrul galaxiei NGC 4151 este de 62 de milioane de ani lumină, rezultat cu un grad de eroare de doar 13,5%. Această precizie îmbunătățită a calculului distanței îi ajută pe oamenii de știință să estimeze mai bine masa celor mai mari găuri negre din Univers, conform lui Watson.

„Calculul masei (greutății) unei găuri negre supermasive dintr-un centru galactic depinde de doi factori: viteza de rotație a stelelor din galaxie și distanța dintre stele și gaura neagră. Viteza de rotație poate fi observată, iar distanța de la gaura neagră până la discul rotativ de stele ce o înconjoară poate fi calculată cu precizie folosind această nouă metodă”, a mai adăugat el.

Astfel, conform calculelor inițiale, masa găurilor negre supermasive a fost subestimată cu aproximativ 40%. Oamenii de știință își vor extinde măsurătorile și spre alte galaxii, iar această tehnică de măsurare are potențialul de a identifica și rata de expansiune a Universului, se mai precizează în materialul prezentat de SPACE.com.

Acest nou studiu a fost publicat miercuri în varianta online a revistei Nature.