Gaura neagră ''imposibil'' de masivă din Calea Lactee, rezultatul unei erori de calcul
În urmă cu două săptămâni (27 noiembrie) o echipă de astronomi a publicat un studiu în jurnalul Nature în care susţineau că au identificat o gaură neagră de masă stelară "imposibil" de masivă, nu foarte departe de Soare, în Calea Lactee. Dacă ar fi avut dreptate, descoperirea lor ar fi trebuit să modifice teoriile existente despre modul şi locul în care se pot forma găuri negre atât de masive. Însă concluziile lor se bazează pe o eroare de calcul, conform unui material publicat vineri de Live Science.
La sfârşitul lunii noiembrie, o echipă de cercetători chinezi anunţa descoperirea unei găuri negre de masă stelară, aflată "relativ aproape" la aproximativ 15.000 de ani lumină de Soare, într-un sistem stelar binar denumit LB-1. Neobişnuit era faptul că această gaură neagă ar fi de peste două ori mai masivă decât credeau oamenii de ştiinţă că ar fi posibil pentru o gaură neagră de acest tip. Conform studiului iniţial, această gaură neagră este de 70 de ori mai masivă decât Soarele, iar teoretic, masa unei găuri negre stelare, formată în urma colapsului gravitaţional a unei stele masive, nu poate depăşi 30 de mase solare.
Alte două studii independente publicate în baza de date arXiv în cursul acestei săptămâni au identificat eroarea: concluzia cercetătorilor chinezi se baza pe faptul că această gaură neagră nevăzută oscila foarte puţin sub influenţa gravitaţională a stelei sale companion, cunoscută drept steaua B. Diferenţa dintre foarte mica oscilaţie a găurii negre şi viteza orbitală foarte mare a stelei B sugera că această gaură neagră este cu mult mai masivă (dacă cele două obiecte ar fi fost de mase similare, atunci era de aşteptat ca şi gaura neagră să se comporte similar stelei companion B). Conform celor două noi studii însă, cercetătorii chinezi au interpretat greşit datele obţinute de la acest sistem binar.
Să ne imaginăm un luptător de sumo care se învârteşte pe loc, ţinând în mâini o sfoară lungă de al cărei capăt este legată o bilă de bowling. Aceasta este analogia modelului prezentat de cercetătorii chinezi în revista Nature. Luptătorul de sumo (în cazul nostru gaura neagră) oscilează foarte puţin în timp ce se învârteşte, compensând astfel greutatea bilei de bowling (reprezentată de steaua companion) care este în mod clar elementul cel mai dinamic din acest sistem. Apoi, dacă se cunoaşte masa bilei de bowling şi se ştie cât de mult se mişcă atât bila de bowling cât şi luptătorul de sumo, se poate calcula masa celui din urmă.
Problema este că lumina pe a cărei oscilaţie îşi bazează cercetătorii chinezi studiul - denumită linie de emisie H? - nu provine deloc de la gaura neagră, ceea ce le infirmă întregul studiu.
"Avem această stea B, foarte masivă, ce reprezintă o componentă a sistemului binar. Şi apoi avem gaura neagră care este cealaltă componentă. Datele obţinute de la cele două componente separat s-au amestecat între ele", explică astrofizicianul Jackie Faherty, de la Muzeul de Istorie Naturală din New York.
În general, telescoapele terestre nu sunt atât de performante pentru a permite observarea şi măsurarea mişcării individuale a obiectelor din sistemele stelare - în special în cazul în care unul dintre aceste obiecte este o gaură neagră, vizibilă doar prin lumina slabă emisă de discul de acreţie format în jurul său. Astfel, studierea unor astfel de sisteme stelare binare, în care una dintre stele a colapsat în gaură neagră, necesită analiza frecvenţelor individuale ale lumii provenită de le sistem.
Sistemul LB-1 dispune de o sursă puternică de lumină, şi implicit de date - steaua B. Cercetătorii îi pot măsura mişcarea folosindu-se de efectul Doppler - lumina unui corp care se îndepărtează de Pământ este roşiatică, iar apoi devine albastră atunci când obiectul se apropie de Pământ. Cercetătorii pot urmări efectul Doppler într-o serie de linii de emisie ale luminii - frecvenţe deosebit de strălucitoare ale radiaţiei ce corespund diferitelor caracteristici fizico-chimice ale stelei care le emite.
În studiul publicat de Nature, cercetătorii au identificat o linie neobişnuită de emisie din acest sistem - linia de emisie H? - care nu părea să provină de la steaua B. Ei au descoperit că această linie de emisie prezintă un efect Doppler slab, ceea ce sugerează că sursa sa se mişcă foarte puţin în comparaţie cu steaua companion şi au dedus că nu poate proveni decât de la discul de materie incandescentă format în jurul găurii negre care înghite materie de la steaua sa companion. Aparenta oscilaţie a aceste linii de emisie a fost însă o iluzie produsă de lumina provenită de la steaua companion şi dispare complet atunci când excludem datele cu privire la această stea din sistem.
Dacă linia de emisie H? nu oscilează, conform astroficienilor Kareem El-Badry şi Eliot Quataert, de la University of California, Berkeley, autorii unuia dintre cele două studii publicate în arXiv, rezultă fie că gaura neagră este chiar şi mai masivă decât s-a raportat în studiul publicat în Nature, fie că gaura neagră are o masă stelară normală, iar linia de emisie H? provine din altă sursă decât gaura neagră.
"Considerăm primul scenariu ca extrem de improbabil", scriu cei doi, precizând că nu există nicio altă dovadă a existenţei unei găuri negre atât de masive în acest sistem stelar.
O altă lucrare ştiinţifică publicată de cercetători din Noua Zeelandă, Canada şi Australia a identificat alte câteva probleme ale studiului apărut în revista Nature, printre care şi aceea că autorii au calculat greşit distanţa până la sistemul binar LB-1.AGERPRES
