Știm că Săgetătorul A* (Sgr A*)

Știm că Săgetătorul A* (Sgr A*), găura neagră care locuiește în centrul galaxiei noastre, Calea Lactee, este supermasivă și se rotește rapid, antrenând cu ea spațiul-timp. Acest mic detaliu, viteza sa de rotație, care la prima vedere ar putea părea neînsemnat, ascunde indicii despre modul său de formare. Unul dintre aspectele cheie pentru a înțelege aceste entități este de a afla cum au ajuns la dimensiunile actuale: se formează prin fuziunea găurilor negre mai mici? Sau ating aceste mase considerabile pe măsură ce înghit (acretează, în limbaj științific) gazul înconjurător? Viteza de rotație a lui Sgr A* indică faptul că o parte importantă a masei găurii negre provine din acreția materialului din mediul său. Și tocmai mediul său este ceea ce vom aborda astăzi. Ce am vedea dacă ne-am ciocni cu o gaură neagră?

Nucleele majorității galaxiilor

Nucleele majorității galaxiilor, cele numite spirale și eliptice, conțin o gaură neagră supermasivă în centrul lor. Studiul mediilor acestor obiecte dezvăluie că au o influență enormă asupra evoluției globale a galaxiei care le găzduiește. Deși o gaură neagră nu emite lumină, atunci când este activă, materia care cade pe ea, pe lângă faptul că o ajută să crească, eliberează cantități enorme de energie sub formă de radiații observabile pe care le injectează în împrejurimi. O gaură neagră supermasivă are aproximativ dimensiunea sistemului nostru solar, în timp ce galaxia care o găzduiește este de un miliard de ori mai mare. Cu toate acestea, radiația și fluxul de gaz rezultat din condițiile violente din apropierea găurii negre determină modul în care evoluează întreaga galaxie în timp. De exemplu, gaura neagră poate încălzi gazul și încetini formarea stelelor sau, în unele cazuri, o poate activa, pe lângă faptul că este capabilă să disperseze la distanțe mari material îmbogățit chimic.

Regiunile din apropierea centrelor galaxiilor sunt regiuni extreme din multe puncte de vedere. În cazul nostru, în special, densitatea de stele este cea mai mare din Calea Lactee. Să analizăm cifrele în comparație: în vecinătatea Soarelui, densitatea de stele este de aproximativ 0,1 stele pe 34,7 ani lumină cubici. Centrul galactic, în același volum, găzduiește 10 milioane de stele, iar unele dintre ele se mișcă cu viteze foarte mari datorită prezenței găurii negre centrale. În aproximativ același volum în care, în mediul nostru, nu există nicio stea, doar Soarele și cea mai apropiată stea Proxima Centauri b, la 4,24 ani lumină, centrul galaxiei noastre găzduiește mai mult de zece milioane de stele.

Centrul galactic este, fără îndoială, locul din Calea Lactee cu cea mai mare densitate stelară, dar există și alte medii care, deși nu se apropie de aceste cifre, găzduiesc, de asemenea, densități mari de stele: roiurile globulare. Un roi globular este o asociere de stele care în centrul său poate găzdui până la 10.000 de stele per parsec cubic (34,7 ani lumină cubici). Chiar și cu atât de multe stele în atât de puțin spațiu, coliziunile sunt rare și știm acest lucru pentru că în roiurile globulare, pe care le putem vedea mai detaliat decât centrul galaxiei, au stele în centrul lor, așa-numitele stele albastre întârziate, care sunt stele tinere și masive formate prin coliziunea a două stele vechi de masă mai mică. Mai puțin de una din 10.000 de stele din roiurile globulare sunt stele albastre întârziate, ceea ce sugerează cât de rare sunt coliziunile stelare chiar și în aceste medii extreme.

Să revenim la mediul lui Sgr A* și la o altă proprietate extraordinară a acestuia, cum ar fi cel mai mare depozit de gaz dens din galaxie, materialul din care sunt construite stelele. De aceea, probabil, nu este surprinzător să știm că acolo se formează stele la cea mai mare rată din întreaga Cale Lactee. Și asta ne determină să introducem una dintre cele mai elementare întrebări din astrofizică: stelele se formează întotdeauna la fel sau condițiile extreme ale anumitor medii modifică modul în care sunt construite? În știință ne plac legile universale, de aceea ne fascinează atât de mult să știm ce se întâmplă în mediul extrem din centrul galaxiei, atât pentru a demonstra că regulile sunt încălcate, cât și pentru a demonstra că sunt respectate. În lipsa unor informații mai bune, presupunem că modul în care sunt construite stelele, rețeta care ne spune câte stele se formează cu o anumită masă, este universală. Adică, păstrează aceeași formă în orice moment și în toate galaxiile. Și asta pentru că astrofizica caută variații ale acestei legi globale în toate mediile posibile. Și până acum, cu excepția maselor mai mici (sub masa Soarelui) și mai mari (peste de 10 ori masa Soarelui și înapoi în timp), pare a fi destul de invariabilă.

Pentru a verifica acest lucru, trebuie să observăm că este valabil acolo unde se formează stele și în galaxia noastră, mediul cel mai extrem și pe care încă nu-l cunoaștem pe deplin se află în împrejurimile lui Sgr A*. Inima Căii Lactee este situată la doar 26.000 de ani lumină de noi, dar densitatea mare de stele și norii interstelari vasti și groși de gaz și praf ne întunecă vederea spre centrul galactic. Și fac dificil nu numai să facem studii asupra validității acestei legi universale de formare a stelelor, ci și să înțelegem care este efectul prezenței găurii negre în procesele de feedback ale gazului. Deci, chiar dacă dezvăluim treptat detaliile care le caracterizează, aceste obiecte fascinante ascund indicii valoroase pentru știință în mediile lor imediate, afectând întreaga galaxie din care fac parte. Și tocmai asta încercăm să facem: să corelăm istoria formării stelelor cu propria istorie a galaxiei, care, la rândul său, este istoria noastră.