Cele mai masive obiecte ceresti sunt gaurile negre si stelele neutronice. Amandoua sunt vazute cateodata in compania altor stele - materialul de la acestea este absorbit de gaura neagra sau de steaua neutronica. Comparand gaurile negre si stelele neutronice, astronomii au descoperit o metoda de a gasi orizontul gaurilor negre - acea suprafata dincolo de care nici macar lumina nu mai poate scapa atractiei gravitationale.

Atat gaurile negre cat si stelele neutronice sunt punctele finale ale vietii stelelor foarte masive (de cel putin 10 ori mai mari decat Soarele).
Cand o astfel de stea masiva isi termina combustibilul, colapseaza sub propria greutate. Daca masa stelei este de 10 - 25 de ori mai mare decat masa Soarelui, ea colapseaza intr-o sfera extrem de densa cu un diametru in jur de 15 kilometri. Un asemenea obiect este numit stea neutronica. Compozitia unei astfel de stele este un lichid de neutroni si electroni, iar suprafata ei se crede ca ar fi solida. (Stelele obisnuite sunt formate in primul rand dintr-un gaz de protoni si electroni.) Motivul pentru care steaua neutronica nu colapseaza si mai mult este ca neutronii se resping datorita fortelor nucleare. (In stelele obisnuite, protonii se resping datorita fortei electrice. Cum forta electrica este mult mai puternica decat forta nucleara, stelele obisnuite sunt gazoase si nu lichide.)

Daca insa o stea este de peste 25 de ori mai grea decat Soarele, gravitatia datorata propriei mase devine atat de mare incat fortele nucleare dintre neutroni nu mai pot sa impiedice colapsul - steaua colapseaza la infinit si nu mai are nici o suprafata. Astfel, steaua devine gaura neagra. (Gaura neagra nu este niciodata colapsata pana la infinit - conform teoriei generale a relativitatii, pe masura ce colapseaza, timpul local curge din ce in ce mai incet. Prin urmare, gaura neagra nu ajunge de fapt niciodata sa fie colapsata la infinit.)

La o distanta de aproximativ 80 de kilometri de la centrul gaurii negre, in toate directiile, gravitatia este atat de puternica incat nici macar lumina nu mai poate scapa. Aceasta sfera (determinata teoretic) este orizontul gaurii negre. Stelele neutronice nu au un orizont, ci au o suprafata. Intrebarea acum era daca orizontul gaurilor negre chiar exista in realitate sau este doar o speculatie rezultata din teoria generala a relativitatii. Cheia raspunsului la aceasta intrebare o constituie studierea sistemelor binare.

Gaurile negre si verisoarele lor mai mici, stelele neutronice, sunt localizate cateodata in sisteme binare, alaturi de o stea obisnuita. Gazul din aceste stele este absorbit de gravitatie si curge spre obiectul mult mai masiv de langa ele. Acest proces, numit acretie, degajeaza o cantitate foarte mare de energie, in special sub forma razelor X, din cauza ca pe masura ce este absorbit, gazul se misca din ce in ce mai repede si, deci, devine din ce in ce mai fierbinte.
Gazul se poate acumula pe suprafata unei stele neutronice si, din cand in cand, se produce o explozie termonucleara care este vizibila. Un asemenea eveniment dureaza cam un minut si este cauza emisiilor de raze X de tipul I. Pe de alta parte, o gaura neagra nu are suprafata si nu ar trebui sa manifeste asemenea explozii de raze X.

Ideea de a folosi absenta exploziilor de raze X pentru a confirma prezenta orizonturilor gaurilor negre a fost propusa pentru prima data in 2002 de Ramesh Narayan si Jeremy Heyl de la Universitatea British Columbia din Vancouver.
"Era o idee foarte simpla si puternica", a spus Narayan. "Exploziile de tipul I [de raze X] sunt usor de identificat si putem compara statisticile exploziilor cu predictiile cantitative ale modelelor noastre teoretice despre cum ar trebui ele sa aiba loc la suprafetele solide ale diferitelor corpuri compacte. Cu aceasta noua analiza, argumentul in favoarea existentei orizonturilor gaurilor negre a devenit mult mai puternic."

Folosind Rossi Explorer, o echipa de la MIT si de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics din Cambridge a studiat toate sursele de radiatii X de pe cer observate in ultimii 9 ani. In cazul tuturor acestor surse a fost descoperita fie o stea neutronica, fie o potentiala gaura neagra in compania unei stele obisnuite.
"Orizonturile gaurilor negre sunt invizibile prin definitie, asa ca pare la prima vedere imposibil sa le dovedim existenta", a spus Ron Remillard. "Cu toate acestea, uitandu-ne la obiectele care absorb gazul unor stele, putem infera daca acest gaz se aduna pe o suprafata tare sau dimpotriva, dispare pe nevazute. Pentru un grup de potentiale gauri negre pe care l-am studiat, am constatat o absenta totala a exploziilor de raze X. Gazul care, in principiu, ar alimenta asemenea explozii pare ca pur si simplu dispare."

Ron Ramillar de la MIT Kavli Institute din Cambridge, Massachusetts, a condus analiza si discuta rezultatele obtinute de echipa sa intr-o conferinta de presa care are loc astazi la cea de-a 207-a intalnire a American Astronomical Society in Washington. Colegii sai sunt Dacheng Lin de la MIT, si Randall Cooper si Ramesh Narayan de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics din Cambridge.

RESURSE

Stele artificiale create cu ajutorul laserului si folosite pentru a obtine cea mai clara imagine a centrului Caii Lactee

Astronomii descopera stele formate in apropierea gaurilor negre

Coliziunea dintre galaxii

Astronomii identifica sursa luminii albastre ce inconjoara gaura neagra din Andromeda

Cu Bang sau fara Bang

Ce sunt lichidele?