Dossier. Estrelles: Evolució i mort de les estrelles

Contràriament a les aparences, no totes les estrelles que pinten un bonic cel nocturn són iguals. Les estrelles formen una gran família, formada per elements de característiques molt variables d'un cas a un altre. Si tot això pot semblar complex a primera vista, podem entendre aquesta diversitat a grans trets a partir d'unes quantes consideracions físiques.

Clic per engrandir. Nebulosa Planetària Hèlix (NGC 7293). Crèdit: NASA, NOAO, ESA, l'equip de la nebulosa de l'hèlix del Hubble, M. Meixner (STScI i TA Rector (NRAO).

Quines lliçons podem aprendre d'aquesta classificació, a part de la relació amb la mida i la temperatura superficial? De fet, aquesta diversitat en l'aparença de les estrelles es pot explicar a grans trets per dues característiques de l'estrella: la seva massa i la seva edat. Com més massiva sigui l'estrella, més calenta serà, i per tant blava.  

Això està lligat a la font d'energia de les estrelles: la fusió nuclear, que al cor de l'estrella transforma quatre àtoms d'hidrogen en un d'heli, alliberant una gran quantitat d'energia en el procés.

L'equilibri d'una estrella

Aquestes reaccions de fusió seran tant més ràpides com la pressió i la temperatura central de l'estrella siguin elevades. Tanmateix, com més massiva sigui l'estrella, més comprimirà el nucli per tota la massa de l'estrella que tendeix a concentrar-se al centre sota l'efecte de la seva pròpia atracció gravitatòria. Per contrarestar aquesta atracció gravitatòria, la pressió augmenta: s'estableix un equilibri entre pressió i gravetat, equilibri que fixarà (en una primera aproximació) la mida de l'estrella. Si la pressió augmenta, també ho fa la temperatura (que s'ha de comprovar amb una bomba de bicicleta per exemple), així com la producció d'energia, que al seu torn aporta encara més calor a l'estrella. Aquí, de manera simplificada, que explica els "colors" de les estrelles segons la seva massa.

Clic per engrandir. Evolució i mort dels estels: Diagrama de Hertzsprung-Russell (lluminositat en funció de la temperatura) que mostra la distribució dels estels segons la seva massa i edat. Crèdit: R. Powell 

Tanmateix, per a la mateixa massa inicial, una estrella pot variar de mida durant la seva evolució. En qualsevol estrella, arriba un moment en què el combustible (hidrogen) s'acaba (s'ha convertit en heli). Es produeix una profunda transformació de l'estrella. La combustió nuclear al centre de l'estrella s'atura per falta de combustible però s'encén en capes menys profundes, que s'han fet prou calentes.

Clic per engrandir. Evolució i mort dels estels: una altra versió del diagrama HR (Hertzsprung-Russell).

La mort d'una estrella

Llavors, l'estrella s'inflarà de manera desproporcionada i arribarà a l'estadi de gegant vermella (perquè durant aquesta expansió, la temperatura superficial disminueix). Aleshores es presentaran diversos casos, depenent de la massa inicial de l'estrella. Poc massiva, l'estrella acabarà expulsant les seves capes externes, deixant al descobert el cor de l'estrella encara calenta: estarem davant d'una nana blanca. Altres estrelles més massives encendran altres reaccions de fusió nuclear al seu centre: l'heli es transformarà en carboni, nitrogen, oxigen, i després en elements encara més complexos (silici, ferro, etc.). Aquestes reaccions aportaran energia a l'estrella durant un període força curt en comparació amb el període en què va treure la seva energia de l'hidrogen. Per a les estrelles que no són massa massives, això proporciona un descans abans del cessament final de les reaccions nuclears i una contracció i després un refredament ineluctable que passa per l'etapa de nana blanca.  

En el cas d'estrelles prou massives, l'estrella acabarà implosionant sota l'efecte de la seva pròpia gravetat (i donarà lloc a una supernova, un dels fenòmens més espectaculars de l'Univers) per manca d'energia per oposar-se a l'aixafament per la seva pròpia massa. Això donarà lloc a una estrella de neutrons (púlsar) o un forat negre, cadàvers estel·lars com nanes blanques (que a més s'ennegriran a mesura que es refredin amb el temps).

Són, doncs, aquestes estrelles massives les que acaben esclatant propagant-se al medi interestel·lar àtoms d'oxigen, carboni i altres elements que després formaran planetes al voltant d'estrelles de nova creació. Així que la nostra Terra i nosaltres mateixos som pols d'estrelles, com sovint han dit Hubert Reeves i altres astrofísics.

Clic per engrandir. La mort de les estrelles: Vista de nebulosa planetària, que malgrat el seu nom no té res a veure amb un planeta sinó que és el resultat de l'expulsió d'una estrella de les seves capes superficials al final de la seva vida. Crèdit: NASA, domini públic

Veure:

Capítol anterior: Estrelles: No totes les estrelles són iguals
Capítol següent: Durada de la vida de les estrelles (en preparació).

Ho he vist aquí.

Un mar d'estrelles com a lluentons

Clic per engrandir. Terzan 9. Crèdit: ESA/Hubble & NASA, R. Cohen

El Telescopi Espacial Hubble va capturar aquesta escena brillant usant la seva Càmera de Gran Angular 3 i la Càmera Avançada de Sondejos.

Els cúmuls globulars són grups estables i estretament units de desenes de milers a milions d'estrelles. Com demostra aquesta imatge, els cors dels cúmuls globulars estan densament plens d'estrelles. Terzan 9 està esquitxat de tantes estrelles brillants que s'assembla a un mar de lluentons.

Aquesta fotografia estel·lar és d'un programa del Hubble que investiga cúmuls globulars ubicats cap al cor de la Via Làctia, en el qual la seva regió central conté un grup atapeït d'estrelles conegudes com el bulb galàctic, una àrea rica en pols interestel·lar. Aquesta pols fa que els cúmuls globulars prop del centre de la galàxia siguin difícils d'estudiar, ja que la pols absorbeix la llum de les estrelles i fins i tot pot canviar els colors aparents de les estrelles en aquests cúmuls. La sensibilitat del Hubble en longituds d'ona tant visibles com infraroges permet als astrònoms mesurar com canvien els colors de les estrelles a causa de la pols interestel·lar. Conèixer el veritable color i brillantor d'una estrella permet als astrònoms estimar-ne l'edat, i per tant estimar l'edat del cúmul globular.

Aquesta imatge va se considerada la imatge del dia per la NASA el 22 de Juny del 2022.

Ho he vist aquí.

Un misteriós senyal de ràdio ens arriba des de la galàxia NGC 2082

Clic per engrandir. Quina és aquesta misteriós font de ràdio brillant i compacta que ens arriba des de la galàxia NGC 2082 i l'origen de la qual segueix sent desconegut?. Crèdit: ESA/Hubble. NASA

El primer senyal de ràdio d'un exoplaneta. Investigadors de la Universitat de Cornell (EUA) han gravat el que sembla un senyal de ràdio d'un exoplaneta situat a uns 50 anys llum de la nostra Terra, Tau del Bover Ab. La signatura, ens diuen, del seu camp magnètic. La promesa de disposar ara d'una nova eina per estudiar els planetes situats fora del nostre sistema solar. Crèdit: Ryan MacDonald, Institut Carl Sagan, Universitat de Cornell. 

Durant les observacions d'una galàxia espiral coneguda com NGC 2082, els astrònoms han descobert una font de ràdio misteriosa, brillant i compacta. El seu origen segueix sent, fins avui, desconegut.

Des del centre de la galàxia NGC 2082, una galàxia espiral situada a uns 60 milions d'anys llum de distància a la constel·lació de l'Orada, arriba un fort senyal de ràdio d'origen desconegut. Revelat pels astrònoms durant les campanyes d'observació realitzades el 2019 i el 2021 per diversos telescopis, respon al bonic nom de J054149.24-641813.7.

En un estudi publicat a arXiv, els seus descobridors van fer diverses suposicions sobre la seva procedència, inclosa la comparació amb altres senyals de ràdio identificades. Recordaria en particular, pel seu índex espectral i la seva alta lluminositat, les "ràfegues ràpides de ràdio", sovint escurçades per l'acrònim FRB de  "Fast Radio Burst". Aquests  misteriosos flaixos són capaços d'alliberar en poques mil·lèsimes de segon, tanta energia com el Sol en un dia, però el seu origen segueix sense identificar-se fins avui.

Clic per engrandir. Aquí, la imatge presa pel telescopi espacial Hubble l'any 1997, superposada amb contorns establerts per l'ASKAP sigles d'Australian Square Kilometer Array Pathfinder (Pathfinder de Matriu de Kilómetres Cuadrats Australià) i l'Australian Telescope Compact Array. La imatge inferior esquerra mostra un zoom a la font de ràdio, que es troba a només 20 segons d'arc del centre de la galàxia NGC 2082. Crèdit: Balzan et  al. , 2022

Un quàsar o una ràdio galàxia

Malauradament, segons els investigadors, J054149.24-641813.7 no arriba a un nivell de brillantor suficient per considerar-se un esclat ràpid. Aleshores, pocs candidats queden a la cursa: entre ells hi ha quàsars, púlsars i certes nebuloses o ràdio galàxies. Però fins ara s'han descartat gairebé totes les hipòtesis. Massa brillant per correspondre a un romanent de supernova però no prou brillant com per ser una font de ràdio persistent amb un progenitor FRB incrustat, aquesta font misteriosa té un índex espectral pla, és a dir, una font que seria d'origen tèrmic.

Aquest índex espectral també elimina una altra possibilitat: el púlsar, un senyal periòdic procedent d'una estrella de neutrons que gira molt ràpidament sobre si mateixa. Només queden dues possibilitats: quàsar i ràdio galàxia. Els quàsars corresponen a nuclis actius de galàxies molt brillants, que contenen al seu centre un forat negre supermassiu, tal com la Via Làctia s'aixopluga en el seu centre Sagitari A*.

Pel que fa a les radiogalàxies, com el seu nom indica, es tracta de galàxies l'energia emesa de les quals prové de les ones de ràdio degudes a la radiació de sincrotró. Però, tant si la font és una com l'altra, “podem esperar veure una certa absorció de Hi; tanmateix, actualment no hi ha dades d'alta resolució per a NGC 2082", conclouen els investigadors. El misteri encara persisteix.

Ho he vist aquí.

Sorpresa! Un forat negre gegant que fa estrelles

Clic per engrandir. La galàxia nana Henize 2-10 brilla amb estrelles joves en aquesta imatge en llum visible presa pel Hubble. La regió brillant del centre, envoltada de núvols rosats i carrils de pols fosca, indica la ubicació del forat negre supermassiu de la galàxia i els vivers estel·lars actius. Crèdit: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI). Precessament d'imatges: Alyssa Pagan (STScl)

Els forats negres sovint es perceben com ogres còsmics, destructors d'estrelles. I tanmateix, les observacions realitzades gràcies a l'alta resolució del telescopi espacial Hubble mostren que de vegades també poden donar a llum estrelles a les galàxies.

Stephen Hawking, l'astrofísic que va fer estimar la ciència. El gran físic Stephen Hawking va morir el 14 de març de 2018. Una autèntica llegenda de la física, també va ser un divulgador molt talentós. Una mirada enrere a l'extraordinària vida d'aquest científic que va aconseguir fer-se estimar pel públic i fer accessible el seu treball de recerca científica: forats negres, teoria de supercordes, radiació de Hawking, teoremes sobre singularitats. La ciència li deu un gran agraïment.

Presentats durant la dècada de 1930 per Subramanyan Chandrasekhar i especialment per Robert Oppenheimer, els forats negres relativistes (Laplace i Mitchell ja els van concebre en la física newtoniana) no es van prendre seriosament durant dècades i va ser només durant la dècada de 1960, amb el descobriment dels quàsars, que els pioners visionaris com John Wheeler, Roger Penrose o per descomptat Stephen Hawking van donar a aquests objectes exòtics la seva carta de noblesa. 

Molt ràpidament, els forats negres es van convertir per al públic en general i els aficionats a la ciència-ficció en destructors del món, engolint estrelles o naus espacials. Els astrofísics, com Jean Pierre Luminet i Brandon Carter, també desenvoluparan escenaris a principis dels anys vuitanta, amb càlculs de suport, que mostren com una estrella passa massa a prop d'un dels forats negres supermassius que estàvem començant a descobrir en gran nombre al cor de les grans galàxies podria ser deformat per les forces de la marea, fins al punt d'adquirir una forma de crep i després explotar. Aquest és l'esdeveniment de disrupció de marea (o TDE).

Per tant, ens sorprèn una mica l'anunci fet per dos astrofísics  a un article publicat a Nature i que es refereix a una galàxia irregular anomenada Henize 2-10.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Forats negres, destructors i creadors d'estrelles. Crèdit: Nasa's Goddard Space Flight Center.

Corrents de matèria col·lapsant núvols moleculars

Henize 2-10 (el seu nom és un homenatge a Karl G. Henize, un astrònom nord-americà que va ser astronauta de la NASA a bord de l'Skylab i, per desgràcia, va morir a l'Everest) és una galàxia nana situada a uns 34 milions d'anys llum de la Via Làctia a la constel·lació de la Brúixola. El seu diàmetre és només d'uns 3.000 anys llum, però conté, tanmateix, un forat negre supermassiu d'aproximadament un milió de masses solars. Això ja és sorprenent en si mateix perquè la nostra galàxia, trenta vegades més gran, conté un forat negre supermassiu d'uns 4,3 milions de masses solars. 

Però el més sorprenent és que les observacions fetes amb Hubble semblen mostrar clarament que els vents de matèria del forat negre central de Henize 2-10 no només estan associats amb cúmuls oberts d'estrelles joves al seu pas, sinó que el flux de matèria que constitueixen connecta com un cordó umbilical aquest forat negre i una regió, seu d'una formació febril d'estrelles a uns 230 anys llum de l'estrella compacta.

Clic per engrandir. Apropant-se a la regió central de la galàxia nana Henize 2-10, es revela un pont de gas calent de 230 anys llum de llarg, que connecta el forat negre supermassiu de la galàxia i una regió de formació estel·lar. Les dades del Hubble sobre la velocitat del gas propulsat pel forat negre, així com l'edat de les estrelles joves, apunten a una relació causal entre ambdues. Fa uns quants milions d'anys, el flux de gas calent va colpejar un núvol dens i es va estendre, com l'aigua d'una canonada colpejant un munt de terra. Ara els cúmuls d'estrelles joves s'alineen perpendicularment al flux de sortida, revelant el camí de la seva propagació. Crèdit: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI) Processament d'imatges: Alyssa Pagan (STScI) 

 

L'anàlisi de la informació proporcionada per Hubble indica que el corrent de matèria es va emetre des del forat negre fa uns milions d'anys i que les ones de xoc amb núvols moleculars al pas d'aquest corrent van provocar que s'enfonsin i, per tant, la formació d'estrelles joves. 

Per descomptat, fa temps que s'han observat potents dolls de matèria dels forats negres supermassius, però solen ser massa calents i massa energètics dins de les galàxies. En lloc de provocar que els núvols al seu pas s'esfondrin, s'escalfen i els expandeixen, fent impossible la formació d'estrelles.

 

Ho he vist aquí.

Gabinet de curiositats: 26 Fotografies... d'olors!

Avui al  Gabinet de Curiositats, fem una excursió al món de la fotografia... i les olors. Earl Grey, gessamí o te Oolong, tria el teu te preferit i deixa que les seves olors t'envaeixin.

 

 

 

Clic per engrandir. Un pètal de rosa suspès en mercuri. Crèdit: The Josef and Yaye Breltenbach Charitable Foundation

Les males olors són tòxiques? Alguns gasos o productes en mal estat tenen una olor desagradable. Però per contra hi ha productes molt tòxics amb una olor agradable.  

Pocs invents han tingut un èxit tan immediat i rotund com la fotografia. Menys de deu anys després de la producció dels primers fotogravats de Nicéphore Niépce, aquest nou mitjà va esdevenir objecte de tota mena d'experimentació, des del més científic fins al més poètic. A la dècada de 1830, Talbot va capturar les siluetes de plantes i flors en plaques recobertes d'emulsió, mentre que Daguerre va assumir la tasca d'immortalitzar la Lluna. Va néixer la microfotografia, i després a la dècada de 1860, William H. Mumler va captar accidentalment la primera imatge "fantasma" d'exposició doble.

A poc a poc, la fotografia també esdevé un mitjà per revelar a l'ull humà allò que no percep. 1875: L'Observatori Naval de Washington captura la bellesa diàfana de la nebulosa d'Orió. 1878: Eadweard Muybridge desglossa el moviment dels éssers vius en vinyetes. 1895: Els contorns esquelètics de la mà d'Anna Roentgen es revelen sota els raigs X. 1897: L'enginyer William Armstrong suspèn les descàrregues elèctriques per sempre en el temps  1931: l'institut japonès d'investigació aeronàutica dissenya un dispositiu capaç de capturar 60.000 imatges per segon. 1938: un surrealista i un botànic exposen per primera vegada fotografies d'olors.

Clic per engrandir. Una fotografia de descàrrega elèctrica, feta per William Armstrong. Crèdit: Royal Society

Josef Breitenbach i els surrealistes

Fill de comerciants de vins, venedor d'una firma d'instruments, comptable, revolucionari, polític, després ell mateix comerciant de vins, Josef Breitenbach ha conegut moltes vides, però és com a fotògraf el que recordem avui d'ell. Després de refugiar-se a París per escapar de l'exèrcit privat de Hitler, va descobrir el moviment surrealista i va iniciar discussions amb diversos dels seus membres més destacats. Ràpidament va començar a experimentar amb la doble exposició, el muntatge, la impressió en negatiu, la solarització, el fotograma i fins i tot la fotografia en color. La seva contribució més singular però, prové de la seva col·laboració amb Henri Edgard Devaux, professor de botànica i professor de fisiologia vegetal, oblidat per la història. 

Clic per engrandir. Annabella, retrat en vermell i negre, de Josef Breitenbach. Crèdit: Gitterman Gallery

No tenim molta informació sobre l'experiment que van fer junts, però això és el que sí que sabem. El 1938, la Royal Photographic Society va acollir una sèrie d'imatges impressionants de l'ara reconegut Josef Breitenbach. Diverses representen roses de les quals semblen emanar vapors espectrals. Un altre, abstracte, es podria veure com un iris gegant suspès en una composició de Dalí, o com un dels cucs de sorra imaginats per Frank Herbert, obrint la seva boca terrorífica sobre un paisatge fosc. Un altre més insinua la forma d'un pètal de rosa, transformat per a l'ocasió en un sol estrany del qual emanen raigs ondulants. 

Clic per engrandir. Combinant art i ciència, aquestes fotografies destaquen els compostos volàtils emesos per una rosa. Crèdit: The Josef Breitenbach Trust.

Clic per engrandir. Olor de càmfora, immortalitzada per Josef Breitenbach. Crèdit: The Josef Breitenbach Trust  

Mirall de mercuri i dibuixos en talc 

Els títols que acompanyen aquestes fotografies dins de l'exposició no poden ser més senzills i clars. No obstant això, només afegeixen el seu misteri. Olor d'una rosa. Olor de càmfora. El perfum del lliri es va fer visible. Són aquests fantasmes olfactius només un joc de mà, com els ectoplasmes i esperits suposadament revelats pels talents dels fotògrafs espiritistes? No si hem de creure el treball de Devaux sobre les fulles monomoleculars, perquè gràcies a una superfície de mercuri coberta de talc, hauria aconseguit captar molècules oloroses (o COV) per tal de fer-los visibles! El talc, repartit en una capa fina (anomenada monomolecular), seria repel·lit en alguns llocs pels vapors de l'objecte olorós (una rosa, un gra de cafè, o fins i tot una ceba  per exemple).

Clic per engrandir. L'olor d'un clavell captat davant del seu mirall de mercuri. Crèdit: The Josef and Yaye Breitenbach Charitable Foundation  

Breitenbach mai revelaria exactament com es transferirien els preparatius de Devaux a la fotografia, però si es creu la descripció que va fer la periodista Amy Porter el 1945, l'objecte s'hauria col·locat molt a prop de la superfície del mercuri perquè el seu perfum pugui deixar-hi la seva empremta. Al cap d'uns 20 segons, el fotògraf hauria capturat llavors el seu subjecte col·locat davant d'aquesta superfície lluent i marbrejada de dibuixos, donant com a resultat unes imatges poètiques i captivadores, a la interfície entre l'art i la ciència, i que per tant, mereixien ser incloses en el nostre Gabinet de Curiositats.

Ens retrobem ben aviat per a un nou capítol del  Gabinet de Curiositats. Crèdit: nosorogua, Adobe Stock, Emma Hollen

Ho he vist aquí.

Raigs, anells i... Cigne

Clic per engrandir. Crèdit: Raigs X: NASA/CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz et al.; Òptic/ANAR: Pa-STARRS

A 7.800 anys llum de la Terra, un forat negre en un sistema binari anomenat V404 Cygni atrau matèria d'una estrella companya propera, formant un disc al seu voltant. Aquest procés crea els ressons de llum que veiem aquí, que apareixen com a anells concèntrics blaus contra un camp d'estrelles.

A mesura que el forat negre atrau matèria estel·lar, s'emeten raigs X. Aquests raigs X viatgen per l'espai, passant per núvols de pols que dispersen alguns dels raigs X cap a nosaltres. Depenent del contingut dels núvols de pols, s'absorbiran diferents quantitats de raigs X i no es detectaran amb l'Observatori de raigs X Chandra, igual que les diferents parts del nostre cos absorbeixen diferents quantitats de raigs X.

En comparar la brillantor dels raigs X amb models informàtics de pols amb diferents composicions, els investigadors van determinar que la pols entre V404 Cygni i la Terra conté probablement barreges de grans de grafit i silicat.

Ho he vist aquí.

Estem començant a detectar forats negres errants escampats per la Via Làctia

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.

Clic per engrandir. El cel ple d'estrelles d'aquesta foto del telescopi espacial Hubble està en direcció al centre galàctic. La llum de les estrelles es controla per veure si un canvi en la seva brillantor aparent és causat per un objecte en primer pla que passa a la deriva. La deformació de l'espai per part de l'intrús augmentaria momentàniament l'aparença lluminosa d'una estrella de fons, un efecte anomenat microlent gravitacional. Un d'aquests esdeveniments s'il·lustra als quatre primers plans següents. La fletxa assenyala una estrella que s'ha "il·luminat" momentàniament, tal com la va capturar per primera vegada el Hubble l'agost de 2011. Això va ser causat per un forat negre en primer pla que va derivar davant de l'estrella, al llarg de la nostra línia de visió. L'estrella s'il·lumina i després torna a la seva lluminositat normal un cop passat el forat negre. Com que un forat negre ni emet ni reflecteix llum, no es pot observar directament. Però la seva empremta digital única al teixit de l'espai es pot mesurar mitjançant aquests esdeveniments de microlents. Crèdit: NASA, ESA, K. Sahu (STScI), J. DePasquale (STScI).

 

 

 

Ho he vist aquí.