Oamenii de știință cred că o gaură neagră supermasivă se ascunde în centrul oricărei galaxii din univers, cu o masă de milioane sau miliarde de ori mai mare decât a Soarelui și a cărei imensă forță de greutate este responsabilă pentru menținerea tuturor stelelor împreună. Cu toate acestea, inima grupului de galaxii Abell 2261, situat la aproximativ 2.7 miliarde de ani lumină de Pământ, pare să rupă teoria. Acolo, regulile astrofizicii indică faptul că ar trebui să existe un monstru uriaș cuprins între 3,000 și 100,000 de milioane de mase solare, comparabil cu greutatea unora dintre cele mai mari cunoscute. Cu toate acestea, oricât cercetătorii cercetează neîncetat, nu există nicio modalitate de a o găsi. Ultimele observații cu Observatorul de raze X Chandra al NASA și Telescopul Spațial Hubble nu fac decât să adâncească în mister.
Folosind datele Chandra obținute în 1999 și 2004, astronomii au căutat deja în centrul lui Abell 2,261 de semne ale unei găuri negre supermasive. Vânau după materiale care s-au supraîncălzit când a căzut în gaura neagră și a produs raze X, dar nu au detectat o astfel de sursă.
Expulzat după o fuziune
Acum, cu observații noi și mai lungi despre Chandra obținute în 2018, o echipă condusă de Kayhan Gultekin de la Universitatea din Michigan a efectuat o căutare mai profundă a găurii negre din centrul galaxiei. Ei au considerat, de asemenea, o explicație alternativă, în care gaura neagră a fost evacuată după fuziunea a două galaxii, fiecare cu propria gaură, pentru a forma galaxia observată.
Când găurile negre fuzionează, ele produc unde în spațiu-timp numite unde gravitaționale. Dacă numărul mare de unde gravitaționale generate de un astfel de eveniment ar fi mai puternic într-o direcție decât alta, teoria prezice că noua gaură neagră, chiar mai masivă, ar fi fost trimisă la viteză maximă din centrul galaxiei în direcția opusă. Aceasta se numește o gaură neagră în retragere.
Astronomii nu au găsit nicio dovadă definitivă a reculului găurii negre și nu se știe dacă supermasivele se apropie suficient una de cealaltă pentru a produce unde gravitaționale și a se uni. Până în prezent, ei au verificat doar căderile obiectelor mult mai mici. Găsirea unuia mai mare în retragere ar încuraja oamenii de știință să caute unde gravitaționale din fuziunea găurilor negre supermasive.
Semnalele indirecte
Oamenii de știință cred că acest lucru s-ar fi putut produce în centrul orașului Abell 2261 prin două semne indirecte. În primul rând, datele din observațiile optice de la Hubble și telescopul Subaru dezvăluie un nucleu galactic, regiunea centrală în care numărul stelelor din galaxie are o valoare maximă, mult mai mare decât se aștepta, pentru o galaxie de dimensiunea sa. Al doilea semn este că cea mai densă concentrație de stele din galaxie este la mai mult de 2,000 de ani lumină de centru, surprinzător de îndepărtată.
În timpul unei fuziuni, gaura neagră supermasivă din fiecare galaxie se scufundă spre centrul galaxiei nou-fuzionate. Dacă sunt ținute împreună de gravitație și orbita lor începe să se micșoreze, se așteaptă ca găurile negre să interacționeze cu stelele din jur și să le expulzeze din centrul galaxiei. Acest lucru ar explica marele nucleu al lui Abell 2261.
Concentrația descentrată a stelelor ar fi putut fi, de asemenea, cauzată de un eveniment violent, cum ar fi fuziunea a două găuri negre supermasive și reculul ulterior al unei găuri negre mai mari.
Nici urmă în stele
Deși există indicii că s-a produs o fuziune a găurii negre, nici datele Chandra și nici Hubble nu au arătat dovezi ale găurii negre în sine. Cercetătorii au folosit anterior Hubble pentru a căuta un grup de stele care ar fi putut fi măturat de o gaură neagră care se retrăgea. Au studiat trei clustere în apropierea centrului galaxiei și au examinat dacă mișcările stelelor din aceste clustere sunt suficient de mari pentru a sugera că acestea conțin o gaură neagră de 10 miliarde de metri solari. Nu s-au găsit dovezi clare pentru o gaură neagră în două dintre grupuri, iar stelele din celălalt erau prea slabe pentru a produce concluzii utile.
De asemenea, au studiat anterior observațiile lui Abell 2261 cu Karl G. Jansky Very Large Array din NSF. Emisiile radio detectate în apropierea centrului galaxiei au sugerat că activitatea unei găuri negre supermasive a avut loc acolo acum 50 de milioane de ani, dar asta nu indică faptul că centrul galaxiei conține în prezent o astfel de gaură neagră.
Apoi s-au îndreptat spre Chandra pentru a căuta material care s-a supraîncălzit și a produs raze X când a căzut în gaura neagră. În timp ce datele au dezvăluit că cel mai dens gaz fierbinte nu se afla în centrul galaxiei, acesta nu a fost afișat nici în centrul clusterului, nici în niciunul din grupurile de stele. Autorii au concluzionat că fie nu există nici o gaură neagră în niciuna dintre aceste locații, fie că atrage materialul prea încet pentru a produce un semnal de raze X detectabil.
Misterul amplasării acestei găuri negre gigantice continuă. Deși căutarea nu a reușit, astronomii speră că telescopul spațial James Webb își poate dezvălui prezența. Dacă Webb nu o poate găsi, atunci cea mai bună explicație este că gaura neagră s-a îndepărtat suficient de departe de centrul galaxiei.
