Găurile negre supermasive nu doar devorează materia, ci ar putea distruge și lumi potențial locuibile
Ilustrație a lui Sagittarius A*, gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee, înconjurată de discul său de gaz și de stelele din jur. Prezente în multe galaxii, găurile negre supermasive pot afecta locuibilitatea planetelor din apropiere
Sagittarius A* (abreviat ca Sgr A*) sau Săgetătorul A* este gaura neagră supermasivă aflată exact în centrul galaxiei noastre Calea Lactee. Aceasta ancorează întreaga galaxie, ceea ce înseamnă că sistemul nostru solar și tot ce se află în el orbitează în jurul acestui gigant invizibil.
Date despre Sagittarius A*:
Masă: aproximativ de 4 milioane de ori masa Soarelui nostru.
Distanța față de Pământ: ~26.000 de ani-lumină distanță în direcția constelației Săgetătorul.
Activitate: este o gaură neagră relativ liniștită și inactivă, care emite o cantitate surprinzător de slabă de radiații în comparație cu alte găuri negre supermasive.
Găurile negre supermasive nu devorează doar materia din centrul galaxiilor, ci ar putea compromite și locuibilitatea planetelor situate la mii de ani-lumină distanță. Un nou studiu arată că radiațiile puternice emise în timpul fazelor lor active ar putea altera atmosferele exoplanetelor și le-ar putea reduce șansele de a găzdui viață. Aceste rezultate lărgesc semnificativ înțelegerea condițiilor necesare pentru apariția unor lumi locuibile.
Atunci când caută lumi potențial locuibile, astronomii încep, în general, prin a se concentra asupra stelei în jurul căreia orbitează o planetă. Dacă steaua se află la distanța potrivită (nici prea aproape, nici prea departe), apa lichidă ar putea exista teoretic la suprafața sa: acesta este principiul „zonei locuibile”.
Dar această abordare ia în considerare doar un mediu local. La o scară mai mare, galaxia însăși poate influența, de asemenea, șansele de apariție a vieții. De câțiva ani, cercetătorii discută despre existența unei „zone galactice locuibile”, unele regiuni fiind considerate mai favorabile decât altele.
În apropierea centrului galactic, de exemplu, stelele sunt mult mai numeroase, iar fenomenele violente sunt mai frecvente: supernovele, radiațiile intense sau interacțiunile gravitaționale ar putea crea condiții ostile vieții. În schimb, regiunile prea îndepărtate de centru conțin mai puține elemente grele, care sunt totuși esențiale pentru formarea planetelor stâncoase.
Un nou studiu a adăugat un jucător major în această ecuație: găurile negre supermasive cuibărite în centul galaxiilor.
Când găurile negre devin monștri energetici
Găurile negre supermasive, care se găsesc în centrul majorității galaxiilor, pot avea o masă de milioane, chiar de miliarde de ori mai mare decât masa Soarelui.
Contrar imaginii adesea portretizate în science fiction, o gaură neagră nu absoarbe constant tot ce se află în jurul ei. Atâta timp cât rămâne relativ calmă, influența sa gravitațională se comportă pur și simplu ca cea a unui obiect foarte masiv.
Contrar a ceea ce sugerează numele său, o gaură neagră nu este o „gaură” în sens strict, ci un obiect atât de masiv încât nici măcar lumina nu poate scăpa de influența sa gravitațională
Dar unele perioade din existența ei sunt mult mai turbulente. Când o gaură neagră devorează în mod activ cantități mari de gaz și praf, în jurul ei se formează un disc de materie supraîncălzită. Sistemul devine apoi ceea ce astronomii numesc un nucleu galactic activ. În această fază, gaura neagră poate emite cantități imense de radiații și poate proiecta vânturi de particule extrem de energetice în întreaga galaxie.
În science fiction (de exemplu, în filmul Interstellar), unele planete sunt imaginate orbitând în jurul unor găuri negre supermasive. Dar când un astfel de obiect intră într-o fază de activitate intensă, radiația și vânturile de particule pe care le produce ar putea face aceste lumi mult mai ostile decât se credea anterior.
Pentru a măsura consecințele acestor fenomene asupra potențialelor exoplanete, cercetătorii au modelat diverse scenarii care implică găuri negre supermasive cu mase și niveluri de activitate variabile (mai mult sau mai puțin masive și mai mult sau mai puțin active).
Aceștia s-au concentrat în special asupra efectelor acestor vânturi galactice asupra atmosferei planetare. Simulările lor arată că aceste fluxuri de particule pot încălzi intens straturile atmosferice superioare, pot accelera evadarea gazelor în spațiu și pot distruge o porțiune semnificativă a stratului de ozon. Cu toate acestea, stratul de ozon joacă un rol crucial în protejarea împotriva radiațiilor ultraviolete.
Simulările lor arată, de asemenea, că cele mai energice vânturi galactice sunt și cele mai distructive pentru atmosferele planetare. În unele cazuri, efectele lor s-ar putea extinde la mii de ani-lumină în jurul centrului galactic.
O nouă amenințare pentru lumile potențial locuibile
Aceste rezultate sugerează că regiuni întregi de galaxii ar putea fi mult mai puțin propice vieții decât se credea anterior. O planetă situată în zona locuibilă a stelei sale nu ar fi, prin urmare, neapărat locuibilă la scară galactică. Chiar și cu apă lichidă la suprafața sa, atmosfera ei ar putea fi erodată progresiv sau expusă la niveluri periculoase de radiații dacă este prea aproape de un nucleu galactic activ.
În Calea Lactee, de exemplu, regiunile din apropierea găurii negre supermasive din centrul galaxiei noastre, Sagittarius A*, ar putea fi mai puțin favorabile vieții complexe în perioadele de activitate a nucleului galactic. Deși astăzi este relativ liniștită, se crede că Sagittarius A* ar fi putut cunoaște perioade mult mai active în trecut.
În cazul galaxiilor cu cele mai masive găuri negre, cercetătorii estimează chiar că epuizarea stratului de ozon ar putea afecta o mare parte din bulbul galactic central.
În această imagine cu raze X și infraroșu a galaxiei Sagittarius A*, surprinsă de Observatorul de raze X Chandra și de Telescopul Spațial Hubble, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre este înconjurată de o structură complexă de gaz fierbinte. Acest gaz, încălzit la milioane de grade, emite raze X detectate de Chandra, dezvăluind detalii complexe ale nucleului galactic. Emisia difuză de raze X (în albastru) provine de la gazul fierbinte captat de gaura neagră și atras spre centrul său
Astfel, această cercetare ar putea modifica înțelegerea noastră asupra „zonei galactice locuibile”, un concept încă relativ teoretic, dar din ce în ce mai studiat în astrobiologie.
Autorii, însă, reamintesc că modelele lor rămân simplificate: alte fenomene vor trebui luate în considerare în continuare, în special razele X și radiațiile ultraviolete emise de nucleele galactice active, precum și capacitatea reală a atmosferei planetare de a se regenera (de exemplu, prin procese vulcanice). Dar o idee este deja clară: pentru a determina dacă o planetă poate găzdui viață, s-ar putea să nu mai fie suficient să ne uităm la steaua sa. Întreaga galaxie și gaura neagră din centrul său trebuie, de asemenea, luate în considerare.
© CCC