Clic per engrandir. Imatge artística d'un forat negre a la deriva a la nostra galàxia, la Via Làctia. El forat negre son les restes aixafades d'una estrella massiva que va explotar com una supernova. El nucli supervivent és diverses vegades la massa del nostre Sol. El forat negre atrapa la llum a causa del seu intens camp gravitatori. El forat negre distorsiona l'espai al seu voltant, el que distorsiona les imatges estrelles de fons alineades gairebé directament darrere d'ell. Aquest efecte de lents gravitacionals ofereix l'única evidència reveladora de l'exitència de forats negres solitaris que vagen per la nostra galàxia, la població dels quals podria arribar als 100 millions. El telescopi espacial Hubble cerca aquests forats negres buscant la distorsió de la llum de les estrelles mentre els forats negres passen por sobre de les estrelles de fons. Crèdit: skysurvey.org. N. Bartmann.
Es sospitava de l'existència de forats negres estel·lars solitaris invisibles als raigs X o gamma, però capaços de revelar la seva presència per efecte de la microlent gravitatòria a la Via Làctia. S'ha descobert un primer candidat, en particular amb l'ajuda d'observacions del telescopi Hubble, amb una velocitat de 160.000 km/h.
Les estrelles de més de 8 masses solars no acabaran en nanes blanques sinó explotant en supernoves SN II. És poc probable que aquells amb masses superiors a 20/30 masses solars expulsin prou material a l'explosió perquè el col·lapse gravitatori produeixi més sovint una estrella de neutrons, però més aviat forat negre estel·lar. Els observats tenen masses entre 5 i 15 masses solars. S'estan fent senyals a la Via Làctia a causa del material que arrenquen d'una estrella acompanyant i que forma un disc d'acreció on les forces de fricció viscoses entre els corrents de matèria, que cauen en espiral cap a l' estrella compacta, l'escalfen fins al punt d'emetre raigs X.
Però, segons els astrofísics teòrics que estudien el naixement d'estrelles de neutrons i forats negres estel·lars, pot passar que l'explosió sigui asimètrica i que, en conseqüència, el cos final compacte sigui propulsat com si fos un coet. Es pot calcular fàcilment, com es mostra al curs d'astrofísica de la famosa William Press, que pel simple fet de la seva explosió en un sistema binari amb una gran pèrdua de massa, les lleis de la mecànica també impliquen una estrella de neutrons o una nova formació. Els forats negres estel·lars es catapulten a gran velocitat, de vegades fins al punt de poder alliberar-se de l'atracció gravitatòria de la Via Làctia.
Per tant, els astrofísics creuen que hi ha d'haver una gran població de forats negres estel·lars solitaris que recorren la nostra galàxia. El nombre d'aquests objectes es pot estimar al voltant dels 100 milions, però hi ha diverses incerteses sobre els models que descriuen el seu naixement, de manera que de fet, és una mica més exacte dir que aquesta xifra probablement està entre els 10 i els mil milions. Per contra, determinar aquest nombre permetria ordenar aquests models i també disposar d'informació sobre l'evolució estel·lar i, per tant, química de les galàxies perquè s'enriqueixen en nous elements pesants amb cada explosió de supernoves tipus SN II.
Però, com detectar aquests forats negres aïllats ja que no acumulen matèria i, per tant, no generen radiació indirectament?
Pots triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. És possible que els astrònoms hagin descobert el primer forat negre flotant lliurement a la Via Làctia, gràcies a una tècnica anomenada microlent gravitacional. Crèdit. Centre de vol espacial Goddard de la NASA.
Un forat negre que fa brillar les estrelles
La relativitat general dóna la resposta. Ella prediu que el camp gravitatori que eventualment pot doblegar un raig de llum que s'enviaria des d'un punt molt proper a la superfície dels esdeveniments d'un forat negre, de manera que caigui cap enrere en la direcció d'aquest forat negre, també és capaç de desviar els raigs dels estels davant dels quals aquest objecte pot interposar-se per a un observador fins al punt que l'entorn proper al forat negre es comporta com una lent gravitatòria, que pot augmentar temporalment la lluminositat de l'estrella davant de la que es troba transitant el forat negre.
Per tant, els astrofísics s'han proposat buscar esdeveniments que manifestin aquest fenomen de microlents gravitacionals amb diversos instruments i dos equips acaben d'anunciar, mitjançant una publicació a The Astrophysical Journal Letters i una altra a The Astrophysical Journal, que finalment han trobat un candidat al títol de forat negre estel·lar aïllat dins la Via Làctia.
Els dos equips es van basar inicialment en campanyes d'observació amb dades fotomètriques que provenen d'una banda de l'Experiment de Lent Òptica Gravitacional (OGLE per les seves sigles en anglès) i d'altra banda de l'experiment Microlensing Observations in Astrophysics (MOA). OGLE utilitza un telescopi d'1,3 metres a Xile operat per la Universitat de Varsòvia, i MOA utilitza un telescopi d'1,8 metres a Nova Zelanda operat per la Universitat d'Osaka. Com que les dues enquestes de microlents van capturar el mateix objecte, té dos noms: MOA-2011-BLG-191 i OGLE-2011-BLG-0462, o OB110462, per abreujar.
L'equip liderat per Casey Lam i Jessica Lu a la UC Berkeley va estimar que el forat negre estel·lar darrere de l'esdeveniment es troba entre 2.280 i 6.260 anys llum del centre de la Via Làctia, al braç espiral Carina-Sagittarius de la nostra galàxia. També estima que la massa de l'objecte compacte invisible és entre 1,6 i 4,4 vegades la del Sol (com més massiu és l'objecte, més fort és l'efecte de lents, de manera que podem mesurar-ne la massa). Per tant, els astrofísics són prudents perquè podria ser una estrella de neutrons o un forat negre.
Però els membres de l'altre equip, dirigit per Kailash Sahu del Space Telescope Science Institute (Maryland) a partir de les mateixes dades però també d'observacions del telescopi Hubble, estan més segurs de les seves afirmacions. Per als seus membres, l'objecte compacte es troba a uns 5.153 anys llum de distància i sobretot tindria una massa d'unes 7,1 vegades la del Sol. Aquesta vegada, l'objecte és massa pesat per ser una estrella de neutrons segons la teoria d'aquests objectes, i la hipòtesi més probable és que es tracti de fet d'un forat negre i no d'una altra estrella exòtica encara desconeguda.
L'equip de Sahu estima que el forat negre aïllat es mou per la galàxia a una velocitat vertiginosa de 160.000 quilòmetres per hora, prou ràpid per viatjar de la Terra a la Lluna en menys de tres hores!.
Aquest descobriment permet als astrònoms estimar estadísticament que el forat negre de massa estel·lar aïllat més proper a la Terra podria estar tan a prop com a 80 anys llum de distància.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquí pots deixar el teu comentari