Cercetătorii au făcut un pas major în înțelegerea modului în care găurile negre influențează universul prin măsurarea directă a puterii jeturilor lor, o sarcină care sună cam la fel de ușoară ca măsurarea unui uragan cu o riglă. Folosind o rețea de telescoape radio răspândite în întreaga lume, o echipă condusă de Universitatea Curtin a capturat imagini detaliate care dezvăluie cât de energice pot fi aceste jeturi, confirmând teoriile de lungă durată că găurile negre sunt suprarealizatorii supremi ai universului.

Studiul, publicat în Nature Astronomy, s-a concentrat pe Cygnus X-1, un sistem binecunoscut care include prima gaură neagră confirmată și o stea supergigantă masivă. Oamenii de știință au determinat că jeturile care țâșnesc din această gaură neagră transportă o producție de energie egală cu aproximativ 10.000 de Sori, ceea ce înseamnă o grămadă de sori.

Pentru a face această măsurare, echipa s-a bazat pe o serie de telescoape larg distanțate care lucrează împreună ca unul singur. Această configurație le-a permis să observe cum jeturile erau împinse și deformate de vânturile puternice provenite de la steaua din apropiere, în timp ce gaura neagră se deplasa pe orbita sa. Efectul este similar cu modul în care rafalele puternice de pe Pământ pot îndoi un jet de apă dintr-o fântână, dacă acea fântână ar fi alimentată de furia concentrată a 10.000 de stele.

Prin calcularea puterii vântului stelei și urmărirea cât de mult erau deviate jeturile, cercetătorii au putut determina puterea jeturilor la un moment specific. Aceasta marchează prima dată când oamenii de știință au măsurat direct energia instantanee a jeturilor de gaură neagră, în loc să se bazeze pe medii pe termen lung, ceea ce este ca și cum ai măsura un fulger în loc de precipitațiile medii anuale.

Echipa a măsurat și viteza jeturilor, descoperind că acestea călătoresc cu aproximativ jumătate din viteza luminii, sau aproximativ 150.000 de kilometri pe secundă. Determinarea acestei viteze a fost o provocare pentru oamenii de știință de mulți ani, probabil pentru că pistolul lor radar se topise mereu.

Proiectul a fost condus de Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA) și nodul Curtin al International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), cu contribuții de la Universitatea Oxford.

Autorul principal Dr. Steve Prabu, care a lucrat la CIRA în timpul studiului și se află acum la Universitatea Oxford, a explicat că echipa a folosit o secvență de imagini pentru a urmări ceea ce a descris ca "jeturi dansante". Acest termen se referă la modul în care jeturile își schimbă direcția în mod repetat pe măsură ce sunt împinse de vânturile puternice ale stelei supergigante, în timp ce ambele obiecte orbitează unul în jurul celuilalt, creând cel mai distructiv vals al universului.

Dr. Prabu a spus că aceste observații dezvăluie cât de multă din energia generată în apropierea unei găuri negre este transferată în împrejurimile sale, influențând mediul din jur. "O constatare cheie din această cercetare este că aproximativ 10 la sută din energia eliberată pe măsură ce materia cade spre gaura neagră este transportată de jeturi," a spus Dr. Prabu. "Aceasta este ceea ce oamenii de știință presupun de obicei în modelele simulate la scară largă a Universului, dar a fost greu de confirmat prin observație până acum," a adăugat el, confirmând că uneori simularea este, de fapt, corectă.

Coautorul profesorul James Miller-Jones, de la CIRA și nodul Curtin al ICRAR, a remarcat că tehnicile anterioare puteau doar să estimeze puterea jeturilor pe perioade extrem de lungi, uneori întinzându-se pe mii sau milioane de ani. Acest lucru a făcut dificilă compararea directă a energiei jeturilor cu emisiile de raze X produse pe măsură ce materia cade într-o gaură neagră, un caz clasic de inconveniență la scară cosmică.

"Și pentru că teoriile noastre sugerează că fizica din jurul găurilor negre este foarte asemănătoare, putem folosi acum această măsurare pentru a ancora înțelegerea noastră despre jeturi, indiferent dacă provin de la găuri negre de 10 sau 10 milioane de ori masa Soarelui," a spus profesorul Miller-Jones, sugerând o scalabilitate încântătoare a distrugerii.

"Cu proiecte de telescoape radio precum Square Kilometre Array Observatory în construcție în prezent în Australia de Vest și Africa de Sud, ne așteptăm să detectăm jeturi de la găuri negre în milioane de galaxii îndepărtate, iar punctul de ancorare oferit de această nouă măsurare va ajuta la calibrarea producției lor totale de energie," a continuat el, schițând un plan de catalogare a celor mai puternice uscătoare de păr ale universului.

"Jeturile de gaură neagră oferă o sursă importantă de feedback pentru mediul înconjurător și sunt critice pentru înțelegerea evoluției galaxiilor," a concluzionat el, amintindu-ne că până și vidurile cosmice trebuie să se exprime.

Alți colaboratori la cercetare au inclus Universitatea Barcelona, Universitatea Wisconsin-Madison, Universitatea Lethbridge și Institutul de Știință Spațială.