O gaură neagră este o regiune din spațiu unde forța de atracție gravitațională este atât de puternică încât nici lumina nu poate scăpa. Gravitația puternică se datorează faptului că materia a fost comprimată într-un punct foarte mic. Această comprimare poate avea loc la sfârșitul vieții unei stele. Unele găuri negre sunt rezultatul unor stele aflate pe moarte.
Deoarece nici lumina nu poate scăpa de forța atracției gravitaționale, găurile negre sunt invizibile. Totuși, telescoapele echipate cu instrumente speciale pot ajuta la descoperirea găurilor negre. Ele pot observa comportamentul materiei și stelelor care sunt foarte apropiate de gaura neagră.
Cât de mari sunt găurile negre?
Găurile negre vin într-o gamă largă de dimensiuni, care pot fi grupate în trei tipuri principale, în funcție de masa și dimensiunile acestora.
Cele mai mici găuri negre sunt denumite găuri negre primordiale. Oamenii de știință cred ca acestea au dimensiunea unui singur atom, dar masa cât cea a unui munte mare.
Cel mai obișnuit tip de găuri negre de dimensiuni medii sunt găurile negre stelare. Acestea pot avea o masă de până la de 20 de ori masa Soarelui și pot încăpea în interiorul unei sfere cu diametrul de aproximativ 16 kilometri. În galaxia Calea Lactee ar putea exista zeci de găuri negre de masă stelară.
Cele mai mari găuri negre se numesc găuri negre supermasive. Acestea au mase de peste un milion de sori și ar încăpea într-o sferă cu diametrul sistemului nostru solar. Dovezile științifice sugerează că fiecare galaxie conține o gaură neagră supermasivă în centrul său. Gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre se numește Sagittarius A. Are o masă egală cu aproximativ++ 4 milioane de sori și ar încăpea în interiorul unei sfere cu diametrul cât cel al Soarelui.
Sagittarius A, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei Calea Lactee. | Foto: NASA/UMASS/D WANG ET AL., IR: NASA/STSCL
Cum se formează găurile negre?
Se crede că găurile negre primordiale s-au format la începuturile universului, la scurt timp după Big Bang.
Găurile negre stelare se formează atunci când centrul unui stele foarte masive se prăbușește în el însuși. Acest colaps creează o supernovă, adică o stea care explodează și aruncă o parte a materiei sale în spațiu.
Oamenii de știință cred că găurile negre supermasive s-au format odată cu galaxiile în care ele se află. Masa și dimensiunile acestor găuri negre sunt direct proporționale cu cele ale galaxiilor respective.
Dacă găurile negre sunt ”negre”, de unde știu oamenii de știință că sunt acolo?
Găurile negre nu pot fi observate deoarece forța gravitațională extrem de puternică atrage toată lumina înspre centrul lor. Totuși, astronomii pot vedea efectele acestui câmp gravitațional puternic asupra stelelor și gazelor din jur. Dacă o stea orbitează într-un anumit punct din spațiu, oamenii de știință pot studia mișcarea stelei pentru a afla dacă aceasta orbitează în jurul unei găuri negre.
Atunci când o stea și o gaură neagră orbitează una aproape de cealaltă, se produce lumină de energie înaltă, care poate fi detectată de instrumentele telescoapelor.
Uneori, gravitația unei găuri negre poate fi suficient de puternică pentru a atrage gazele din straturile exterioare ale stelei, formând un disc în jurul găurii negre denumit disc de acreție. Pe măsură ce gazul din discul de acreție este atras către centrul găurii negre, aceste se încălzește la temperaturi foarte ridicate și emite radiații X în toate direcțiile. Astronomii pot măsura aceste radiații pentru a obține informații despre proprietățile găurilor negre.
Ar putea o gaură neagră să distrugă Pământul?
Găurile negre nu rătăcesc prin univers, înghițind lumi la întâmplare. Ele se supun legilor gravitației la fel ca orice alt obiect din spațiu. Orbita unei găuri negre ar trebui să fie foarte apropiată de sistemul nostru solar pentru a afecta Pământul, ceea ce este foarte puțin probabil.
Dacă Soarele ar fi înlocuit de o gaură neagră cu aceeași masă, Pământul nu ar cădea în ea. O gaură neagră cu aceeași masă ca Soarele ar avea aceeași forță de atracție gravitațională, iar planetele ar orbita în jurul ei la fel ca în jurul Soarelui.
Soarele se va transforma vreodată într-o gaură neagră?
Soarele nu are suficientă masă pentru a colapsa într-o gaură neagră. În câteva miliarde de ani, după ce Soarele va ajunge la sfârșitul vieții, el se va transforma într-o gigantă roșie. Apoi, după ce își va fi utilizat și ultimele rămășițe de combustibil, își va arunca straturile superioare și se va transforma într-un inel gazos strălucitor denumit nebuloasă planetară. În cele din urmă, ceea ce va rămâne din Soare va fi o pitică albă.
Cum studiază NASA găurile negre?
NASA studiază găurile negre cu ajutorul unor instrumente precum Observatorul Chandra X-Ray, satelitul Swift și Telescopul Spațial Fermi Gamma-ray. Fermi a fost lansat în anul 2008 și studiază radiațiile gamma – forma de lumină cu cea mai înaltă energie – în căutarea găurilor negre supermasive și a altor fenomene cosmice.
Astfel de instrumente ajută oamenii de știință să răspundă la întrebările legate de originile, evoluția și destinul universului.
Sursa: NASA.