Vivim en un univers en rotació? Si ho féssim, podríem viatjar en el temps

Viure en un univers en rotació seria realment estrany.

Clic per engrandir. Gira l'univers? Crèdit: David Wall via Getty Images.

Sabem que els planetes giren, però i l'univers en conjunt? No, sembla que l'univers no rota; si ho fes, seria possible viatjar en el temps cap al passat.

Tot i que a l'Antiguitat s'afirmava que el cel girava arreu del món, el 1949 el matemàtic Kurt Gödel va ser el primer a formular un univers en rotació. Per això va utilitzar el llenguatge de la teoria de la relativitat general d'Albert Einstein, com una forma d'honrar el seu amic i veí de Princeton, el mateix Einstein.

Però aquest procés d'“homenatge” acadèmic va ser en una direcció diferent de la que es podria sospitar, perquè Gödel va utilitzar l'exemple d'un univers en rotació per demostrar que la relativitat general era incompleta.

El model de Gödel d'un univers en rotació era força artificial. A més de la rotació, el seu univers només contenia un ingredient: una cosmològica negativa constant que resistia la força centrífuga d'aquesta rotació per mantenir l'univers estàtic.

 

Però la naturalesa artificial d'aquest univers no preocupava Gödel. El seu argument principal era que la relativitat general permetia la possibilitat d'un univers en rotació. I Gödel va utilitzar el seu univers en rotació per demostrar que la relativitat general permetia viatjar en el temps cap al passat, cosa que hauria d'estar prohibida.

Sortir a fer un tomb per l'univers

Viure en un univers en rotació seria realment estrany. D'una banda tots els observadors es considerarien el centre de rotació. Això vol dir que si un s'estacionés en algun lloc i s'assegurés estar absolutament quiet, veuria que l'univers gira al seu voltant. Però si s'aixequés i es traslladés a qualsevol altre lloc, fins i tot a una galàxia llunyana, sempre continuaria veient l'univers girant al voltant de la nova posició.

Això és increïblement difícil de visualitzar, però no és gaire diferent de la idea que en un univers en expansió, tots els observadors es veuen a si mateixos com el centre de la expansió.

Com més ens allunyem d'un observador, més gran és la velocitat de rotació. I no es tracta només d'una rotació de les coses, sinó del mateix espai-temps. Això vol dir que la llum, que sempre es veu obligada a seguir la curvatura de l'espai-temps, fa estranys viatges. Un feix de llum enviat des d'un observador es corbarà en ser arrossegat per la rotació de l'espai-temps. En algun punt llunyà, la rotació serà excessiva, i la llum girarà i tornarà a l'observador.

Això vol dir que hi ha un límit a la llunyania que pots veure en un univers en rotació, i més enllà d'això, tot el que observaràs són imatges duplicades del teu propi jo passat.

Aquest comportament estrany no s'aplica només a la llum. Si pugessis a un coet i sortissis disparat a través d'un univers en rotació, tu també quedaries atrapat a la rotació. I degut a aquesta rotació, el teu moviment es duplicaria sobre si mateix. Tot i això, quan tornessis al teu punt de partida, et trobaries arribant abans d'haver partit.

Per dir-ho així, un univers giratori seria capaç de fer girar el teu futur cap al teu propi passat, permetent viatjar enrere en el temps.

Romandre assegut

Aquesta era la principal objecció de Gödel a la relativitat general. Aquesta teoria, en ser la nostra comprensió definitiva de l'espai i el temps, no hauria de permetre el viatge en el temps cap enrere, perquè el viatge en el temps cap al passat viola les nostres nocions de causalitat i introdueix tota mena de paradoxes desagradables del viatge en el temps. El fet que la relativitat no impossibilités automàticament el viatge en el temps indicava a Gödel que la teoria d'Einstein era incompleta.

Afortunadament, no hi ha indicis que visquem en un univers en rotació. Si el cosmos estigués girant, la llum procedent d'adreces oposades del cel es desplaçaria cap al vermell en una direcció i cap al blau a l'altra. Els astrònoms han aplicat aquesta prova a estudis de galàxies llunyanes i fins i tot al fons còsmic de microones, que és la llum que queda de quan el cosmos tenia només 380.000 anys. La conclusió d'aquestes proves és que si l'univers gira ho fa a un ritme inferior a 10^-17 graus per segle.

Però l'objecció de Gödel segueix dempeus. Des de 1949, els físics han inventat altres formes que la relativitat general permeti els viatges en el temps enrere, els forats de cuc, el "motor warp" de velocitat superior a la de la llum (conegut com a motor d'Alcubierre) i les trajectòries especials al voltant de cilindres infinitament llargs. Però tots aquests artificis depenen d'algun tipus de física exòtica que trenca la nostra comprensió de com funciona l'univers, com ara la matèria amb massa negativa.

Clic per engrandir. Pont Einstein-Rosen, conegut també com a forat de cuc.

 

Però l'univers giratori de Gödel és simplement una qüestió de prova observacional, no pas una ruptura fonamental amb la física coneguda. Podríem haver-nos trobat en un univers en rotació amb la mateixa facilitat amb què ens trobem en un en expansió. No hi ha res en el nostre coneixement de la física que impedeixi que hi hagi aquest tipus d'univers, així que no hi ha res en el nostre coneixement de la física que impedeixi viatjar enrere en el temps.

Potser Gödel té raó, i tinguem més que aprendre sobre l'univers.

Ho he vist aquí.

Júpiter en blau

Observa els núvols de Júpiter en sorprenents tons blaus en aquesta nova imatge presa per la nau espacial Juno de la NASA.

Clic per engrandir. Crèdits: Imatge millorada per Gerald Eichstädt i Sean Doran (CC BY-NC-SA) basada en imatges proporcionades per cortesia de NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS.

La nau espacial Juno va captar aquesta imatge quan es trobava a només 18.906 quilòmetres del cim dels núvols de Júpiter, cosa que equival aproximadament a la distància entre Nova York (USA) i Perth (Austràlia). La imatge millorada en color, que capta un sistema de núvols a l'hemisferi nord de Júpiter, va ser presa el 24 d'octubre del 2017 a les 10:24 am. PDT (1:24 p.m. EDT) quan Juno estava a una latitud de 57,57 graus (gairebé tres cinquenes parts del camí des de l'equador de Júpiter fins al pol nord) i realitzant el seu novè sobrevol proper del planeta gegant gasós.

L´escala espacial d´aquesta imatge és de 12,5 quilòmetres/píxel.

Amb una atmosfera composta principalment d'hidrogen i heli, Júpiter –el cinquè planeta des del Sol– no té una veritable superfície, sinó que pot tenir un nucli ocult a les profunditats de les seves capes atmosfèriques. A les profunditats de l'atmosfera, la pressió redueix l'hidrogen gasós a líquid, donant al gegant gasós l'oceà més gran del nostre sistema solar. La nau espacial Juno ens està ajudant a estudiar la composició del planeta; els científics creuen que a profunditats properes a la meitat del centre del planeta, la pressió és tan intensa que esprem els electrons dels àtoms d'hidrogen, conduint elèctricament el gas com si fos metall.

Aquest comportament és més fàcilment observable a les regions més blanques de la imatge, però també en alguns punts aïllats de les zones inferior i dreta de la imatge.

Els científics Gerald Eichstädt i Seán Doran van processar aquesta imatge utilitzant dades de la càmera JunoCam.

Clic per engrandir. Localització de la JunoCam a la nau JUNO. Junocam està situada a un lateral de la nau espacial. En girar Juno, Junocam pot veure 360 graus al seu voltant. Crèdit: NASA / JPL / Eyes on the Solar System / Emily Lakdawalla.

Les imatges en brut de JunoCam estan disponibles perquè el públic les examini i processi en productes d'imatge fent un clic aquí. Més informació sobre la missió Juno fent un altre clic aquí o a aquí.

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C66

Clic per engrandir. Caldwell C66. Crèdit: NASA, ESA, G. Fahlman (Dominion Astrophysical Observatory), R. Ibata (Université de Strasbourg), i F. Ferraro (Università di Bologna); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Caldwell 66, també conegut com a NGC 5694, va ser descobert per William Herschel el 1784 i és un dels cúmuls globulars més antics i remots de la nostra galàxia. Situat a uns 100.000 anys llum de la Terra, a la constel·lació de l'Hidra, aquest conjunt d'estrelles apareix molt feble al cel, amb una magnitud aparent de 10,2. Cal un telescopi petit per observar aquest cúmul distant. Es pot veure millor des de llocs meridionals de l'hemisferi nord a finals de primavera i des de l'hemisferi sud a la tardor.

La majoria dels cúmuls globulars es troben a la perifèria d'una galàxia i hi estan lligats gravitatòriament. Això vol dir que els cúmuls romanen en òrbita al voltant del centre gravitatori de la galàxia. Tot i això, els astrònoms sospiten que Caldwell 66 es desplaça per una trajectòria hiperbòlica (o en forma d'U) al voltant de la nostra Via Làctia. El cúmul es troba prou lluny del centre de la galàxia perquè la gravetat no l'obligui a desplaçar-se gaire, i viatja per l'espai a tal velocitat que és probable que escapi de les urpes gravitatòries de la nostra galàxia.

Aquesta imatge de Caldwell 66 és un compost d'observacions realitzades en llum visible i ultraviolada per la Càmera de Camp Ample i Planetària 2 del Hubble. Les observacions es van fer per ajudar els astrònoms a comprendre millor l'evolució dels cúmuls globulars i determinar amb més precisió l'edat del cúmul. Una feble galàxia de fons apareix a prop de la vora dreta de la imatge.

Caldwell 66 al web de la NASA

Índex del Catàleg Caldwell del blog

Anomalia galàctica: la Via Làctia és massa gran per al seu "mur cosmològic"

Clic per engrandir. Una solitària galàxia anàloga a la Via Làctia, massa massiva per al mur. La imatge de fons mostra la distribució de matèria fosca (verd i blau) i galàxies (aquí vistes com a diminuts punts grocs) en una fina porció del volum cúbic en què esperem trobar una d'aquestes rares galàxies massives. Crèdit: Imatge: Miguel A. Aragon-Calvo, Dades de simulació: Projecte Illustris TNG (CC BY 4.0)

Descobreixen que la Via Làctia és més singular del que es pensava

És especial la Via Làctia o, si més no, ocupa un lloc especial a l'Univers? Un equip internacional d'astrònoms ha descobert que la resposta a aquesta pregunta és sí, d'una manera no apreciada fins ara. Un nou estudi demostra que la Via Làctia és massa gran per al seu "mur cosmològic", cosa que encara no s'ha observat en altres galàxies. La nova investigació es publica a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Un mur cosmològic és una disposició aplanada de galàxies que envolten altres galàxies, caracteritzada per regions especialment buides anomenades "buits" a banda i banda. Aquests buits semblen aixafar les galàxies en forma de "coca" per formar la disposició aplanada. Aquest entorn de murs, en aquest cas, anomenada la Fulla Local, influeix en com la Via Làctia i les galàxies properes giren al voltant dels seus eixos, de manera més organitzada que si estiguéssim en un lloc qualsevol de l'Univers, sense mur.

Normalment, les galàxies tendeixen a ser significativament més petites que aquest anomenat mur. S'ha descobert que la Via Làctia és sorprenentment massiva en comparació amb el mur cosmològic, un fet còsmic poc freqüent.

Clic per engrandir. Un anàleg de la Via Làctia situat al centre d'un mur pla de galàxies més petites (esferes grises). Els cercles blaus indiquen la distància a l'Anàleg de la Via Làctia en intervals de 1 Mpc. La imatge de fons mostra la distribució de matèria fosca (verd i blau) i galàxies (aquí vistes com a diminuts punts grocs) en una fina porció del volum cúbic en què esperem trobar una d'aquestes rares galàxies massives. Crèdit: Imatges: Miguel A. Aragon-Calvo, Dades de simulació: Projecte Illustris TNG (CC BY 4.0)

Les noves troballes es basen en una simulació informàtica de darrera generació, que forma part del projecte IllustrisTNG. L'equip va simular un volum de l'Univers de gairebé mil milions d'anys llum que conté milions de galàxies. Només un grapat -aproximadament una milionèsima part de totes les galàxies de la simulació- eren tan "especials" com la Via Làctia, és a dir, estaven incrustades en un mur cosmològic com el Full Local i eren tan massives com la nostra galàxia natal.

Segons l'equip, pot ser necessari tenir en compte l'entorn especial que envolta la Via Làctia en fer simulacions, per evitar l'anomenat "biaix copernicà" en fer inferències científiques a partir de les galàxies que ens envolten. Aquest biaix, que descriu l'eliminació successiva del nostre estatus especial en els gairebé 500 anys transcorreguts des que Copèrnic va degradar la Terra d'estar al centre del cosmos, suposaria que residim en un lloc completament mitjà a l'Univers. Per simular observacions, els astrònoms assumeixen de vegades que qualsevol punt d'una simulació com IllustrisTNG és tan bo com qualsevol altre, però les troballes de l'equip indiquen que pot ser important utilitzar ubicacions necessàries per fer aquests mesuraments.

Clic per engrandir. El Full Local (Local Sheet), un mur pla de galàxies que envolta la Via Làctia (indicada amb una espiral). Els cercles blaus indiquen la distància a la Via Làctia en intervals de 1 Mpc. Crèdits: Imatges: Miguel A. Aragon-Calvo, Dades de simulació: Projecte Illustris TNG

"La Via Làctia és, en certa manera, especial", afirma Miguel Aragon, director de la investigació. "La Terra és molt òbviament especial, l'única llar de vida que coneixem. Però no és el centre de l'Univers, ni tan sols del Sistema Solar. I el Sol no és més que una estrella ordinària entre milers de milions a la Via Làctia. Fins i tot. la nostra galàxia sembla ser només una altra galàxia espiral entre milers de milions d'altres a l'Univers observable."

"La Via Làctia no té una massa ni un tipus particularment especials. Hi ha moltes galàxies espirals que se li assemblen", explica Joe Silk, un altre dels investigadors. "Però és rara si es té en compte el seu entorn. Si poguéssim veure fàcilment al cel la dotzena de grans galàxies més properes, veuríem que totes elles es troben gairebé sobre un anell, incrustades al Full Local. Això és una cosa especial en si mateix. El que acabem de descobrir és que altres murs de galàxies a l'Univers com el Full Local molt poques vegades semblen tenir al seu interior una galàxia tan massiva com la Via Làctia”.

Clic per engrandir. Un Anàleg del Full Local a la simulació Illustris TNG300, un mur pla de galàxies que envolta una galàxia Anàloga a la Via Làctia (gran esfera al centre). Els cercles blaus indiquen la distància a la galàxia central en intervals de 1 Mpc. Crèdit: Imatges: Miguel A. Aragon-Calvo, Dades de la simulació: Projecte Illustris TNG

"Pot ser que calgui viatjar 500 milions d'anys llum des de la Via Làctia, passant per moltíssimes galàxies, per trobar un altre mur cosmològic amb una galàxia com la nostra", afirma Aragon. I afegeix: "Això és un parell de centenars de vegades més lluny que la gran galàxia més propera a nosaltres, Andròmeda".

"Cal anar amb compte però, en triar les propietats que es qualifiquen d'especials", va dir el Dr. Mark Neyrinck, un altre membre de l'equip. "Si afegíssim una condició ridículament restrictiva a una galàxia, com que ha de contenir el paper que escrivim sobre això, sens dubte seríem l'única galàxia de l'Univers observable així. Però creiem que aquesta propietat de 'massa gran per al mur' té prou sentit físic i rellevància observacional com per considerar-la realment especial".

Ho he vist aquí.

Imatges de 850 anys després d'una col·lisió estel·lar

La inusual nebulosa Pa 30 es deu probablement a la fusió d'estrelles moribundes observada el 1181.

Les imatges obtingudes per un professor de Dartmouth de les explosives conseqüències de la col·lisió de dues estrelles moribundes podrien ajudar els científics a comprendre millor aquest estrany tipus d'esdeveniment astronòmic, i podrien confirmar finalment la identitat d'una estrella brillant però de curta vida observada fa gairebé 850 anys.

Robert Fesen, catedràtic de Física i Astronomia, va captar imatges telescòpiques que mostren un esclat de filaments fins com focs artificials que irradien d'una estrella molt poc comuna situada al centre d'un objecte anomenat Pa 30, segons els resultats que va anunciar el 12 de gener a la 241a reunió de la Societat Astronòmica Americana. Fesen és l'autor principal d'un article sobre aquestes troballes que ha estat enviat a la revista The Astrophysical Journal Letters per a la seva publicació.

Pa 30 és una regió densa de gas il·luminat, pols i altres matèries coneguda com a nebulosa. Fesen i els seus coautors informen que Pa 30 sembla contenir poc o res d'hidrogen i heli, però en canvi és rica en els elements sofre i argó.

Clic per engrandir. La inusual estructura en forma de focs artificials de la nebulosa Pa 30 podria ser el resultat de la fusió de dues estrelles moribundes. Crèdit: Robert Fesen

Segons Fesen, l'estructura i les característiques inusuals de la nebulosa coincideixen amb el resultat previst d'una col·lisió entre estrelles en fase terminal conegudes com a nanes blanques. Les nanes blanques són estrelles febles i extremadament denses de la mida de la Terra que contenen la massa del Sol. La fusió de dues nanes blanques és una de les explicacions proposades per a una subclasse de supernoves -o explosions estel·lars- anomenades esdeveniments Iax, en els quals l'estrella no es destrueix del tot, va explicar Fesen.

"No he vist mai cap objecte -i per descomptat cap resta de supernova a la Via Làctia- que s'assembli a això, i tampoc cap dels meus col·legues", va dir Fesen. "Aquest romanent permetrà als astrònoms estudiar un tipus de supernova especialment interessant que fins ara només podien investigar a partir de models teòrics i exemples en galàxies llunyanes".

La mida de Pa 30 i la velocitat a què s'expandeix -uns 3,5 milions de quilòmetres per hora- suggereixen que la col·lisió explosiva es va produir cap a l'any 1181, informen els investigadors. Això coincideix amb les observacions realitzades per astrònoms xinesos i japonesos en aquella època d'una estrella molt brillant que va aparèixer de sobte a la constel·lació de Cassiopea i va ser visible durant uns sis mesos mentre s'esvaïa lentament. Aquestes estrelles fugaces es coneixen com a "estrelles convidades".

Les imatges que Fesen va captar de l'estructura i la lluminositat de la nebulosa no només proporcionen l'estimació més precisa fins ara de la seva edat, sinó que també podrien permetre als astrònoms refinar els models existents de fusions de nanes blanques. Pa 30 va ser descoberta el 2013 pel coautor i astrònom aficionat Dana Patchick, però fins ara les imatges de la nebulosa només mostraven un objecte extremadament feble i difús, explica Fesen.

"Les nostres imatges més profundes mostren que Pa 30 no només és bonica, sinó que ara que podem veure la veritable estructura de la nebulosa, podem investigar-ne la composició química i com l'estrella central va generar la seva notable aparença, i després comparar aquestes propietats amb les prediccions de models específics de fusions rares de nanes blanques", va dir Fesen.

Fesen va prendre les imatges de Pa 30 a finals de 2022 utilitzant el telescopi Hiltner de 2,4 metres a l'Observatori MDM -que Dartmouth posseeix i opera amb quatre universitats més- adjacent a l'Observatori Nacional Kitt Peak a Arizona. Fesen va equipar el telescopi amb un filtre òptic sensible a una línia d'emissió particular del sofre. Va capturar Pa 30 en tres exposicions de 2.000 segons sota cels molt clars i va prendre dades addicionals sobre l'estructura, la mida i la velocitat de la nebulosa.

L'estudi de Fesen i els seus coautors es va basar en el treball publicat el 2019 per investigadors russos que van trobar una estrella extremadament inusual gairebé al punt mort de Pa 30. Aquesta estrella mostrava diverses propietats que suggerien la col·lisió de dues nanes blanques, i en tenia una temperatura superficial de gairebé 400.000 graus Fahrenheit (uns 22.200ºC) amb una sorprenent velocitat del vent de sortida d'uns 35 milions de quilòmetres per hora.

Clic per engrandir. Observatori Kitt Peak. Crèdit: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld

El 2021, astrònoms de la Universitat de Hong Kong que havien revisat els resultats de l'equip rus van informar que Pa 30 tenia aproximadament 1.000 anys i es trobava gairebé a la mateixa ubicació al cel que l'estrella convidada registrada el 1181. Aquests investigadors van proposar que Pa 30 és la seqüela d'una col·lisió de nanes blanques que va il·luminar el cel nocturn fa gairebé un mil·lenni, tot i que el marge d'error sobre la seva edat era de 300 anys.

"Les nostres noves observacions permeten afirmar que l'objecte té una edat d'expansió d'uns 850 anys, cosa que és perfecta perquè es tracti de les restes de l'estrella convidada del 1181", afirma Fesen. Pels antics astrònoms, la nova estrella hauria estat gairebé tan brillant o més que Vega, la cinquena estrella més brillant del cel vista des de la Terra.

"L'estrella convidada era prou brillant perquè tres grups diferents de la Xina l'observessin amb un parell de dies de diferència, i també va ser vista al Japó", va explicar Fesen. "Una nova estrella tan brillant com Vega hauria cridat força l'atenció. Per als antics, el seu televisor era el cel, per la qual cosa haurien notat fàcilment i sens dubte registrat la sobtada aparició d'una nova estrella brillant al cel". 

A la reunió de l'AAS, Burçin Mutlu-Pakdil, actualment professora adjunta de Física i Astronomia a Dartmouth, va oferir també una roda de premsa sobre un article publicat el mes de febrer passat en què s'informa de les galàxies més febles conegudes més enllà de l'agrupació de galàxies que inclou la Via Làctia i Andròmeda, coneguda com a Grup Local. Els investigadors van descobrir tres galàxies nanes ultra tènues que són les primeres de la seva classe que es troben fora del Grup Local al voltant d'una galàxia espiral amb una massa de la Via Làctia. Les galàxies distants presenten característiques similars a les del Grup Local i podrien ajudar els científics a desenvolupar models més precisos de com es van formar les galàxies més antigues de l'univers, segons informen Mutlu-Pakdil i els seus col·legues a The Astrophysical Journal (PDF).

Ho he vist aquí.

ALMA revela dos forats negres supermassius en un

ALMA revela dos forats negres supermassius que formen dos nuclis galàctics actius en un. 

Clic per engrandir. Recreació artística de dos forats negres supermassius que formen un sistema binari i cadascun envoltat per un disc d'acreció brillant com en el cas d'UGC 4211. Crèdit: Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

Ones gravitacionals: la seva detecció explicada en un minut  Això és tot, s'han detectat ones gravitacionals. Aquestes fluctuacions de l'espai-temps.

 

El radiotelescopi ALMA, juntament amb altres instruments, ha revelat dos nuclis galàctics actius al cor d'una fusió de galàxies. Darrere d'aquests nuclis hi ha el forat negre supermassiu binari amb la distància més petita coneguda entre aquestes dues estrelles compactes, cosa que suggereix que la caça d'ones gravitacionals amb eLISA en un futur proper tindrà més èxit del que s'esperava.

Una vegada es va pensar que les galàxies van créixer essencialment fusionant-se entre elles, i les galàxies grans més primerenques van empassar-se.galàxies nanes. Les observacions fetes amb el telescopi Hubble també va mostrar molts exemples de col·lisió de galàxies, tant més quan vam observar lluny a l'espai i, per tant, enrere en el temps.

També es pensava que va ser durant les col·lisions que els quàsars s'encenen, és a dir, els nuclis galàctics actius son especialment lluminós per una addició massiva de gas al nucli d'aquestes galàxies, el gas que s'estava acumulant per un forat negre de Kerr supermassiu giratori.

No obstant això, durant la dècada anterior, el paradigma va canviar amb noves observacions i la seva interpretació en el marc acadèmic de les simulacions numèriques. Si continuem pensant que els forats negres supermassius i les galàxies creixen junts, atès que veiem que es respecta una llei de proporcionalitat per a la gran majoria de galàxies entre la massa en la forma d'estrelles que contenen i el dels seus forats negres supermassius, ara es considera que les col·lisions no són tan freqüents com es creia anteriorment i que en realitat tenen un paper secundari o fins i tot menor en el creixement de les galàxies.

Tot indica que és l'acreció de corrents de matèria bariònica deixades pel Big Bang,  a través de filaments de matèria fosca freda que els canalitzen, que es formen massivament noves estrelles i que els forats negres centrals creixen.

En qualsevol cas, intentarem esbrinar més sobre el creixement de les galàxies/forats negres supermassius mitjançant fusió detectant a l'horitzó de la dècada de 2030 les ones gravitacionals emeses per la fusió de forats negres supermassius al final de la fusió de galàxies, utilitzant el detector d'ones gravitacionals eLISA. Els detectors actuals, com ara LIGO i VIRGO, no observen a la banda de longituds d'ona adequat per destacar les pèrdues d'energia en forma d'ones gravitacionals dels forats negres supermassius. Pèrdues que disminueixen les mides de les seves òrbites en el sistema binari format per la fusió de dues galàxies.

Estimacions sobre la quantitat de forats negres binaris que podem esperar observar en un volum donat de l'espai-temps. A més d'una esfera que envolta la Via Làctia es pot sondar augmentant la sensibilitat del detector, s'espera que es trobin més forats negres supermassius binaris. Però aquesta conclusió es veu temperada pel fet que com més lluny estan aquests objectes, menys lluminosos són per a un detector per eLISA.

Clic per engrandir. Els científics que utilitzen l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per mirar profundament al cor de la parella de galàxies fusionades conegudes com UGC 4211 han descobert dos forats negres que creixen costat a costat, a només 750 anys llum de distància. La recreació artística mostra que les galàxies finalment es fusionen en una i els seus dos forats negres centrals. Els forats negres supermassius binaris són els més propers observats mai en múltiples longituds d'ona. Crèdit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

UGC 4211, un laboratori per entendre els forats negres supermassius binaris?

Sembla, però, gràcies a les observacions recents en alta resolució en el domini de les ones mil·límetres amb l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array -ALMA- (Gran Conjunt Mil·limètric-Submil·limètric d'Atacama)), que el nombre de forats negres supermassius binaris propers és més gran del que es pensava anteriorment, cosa que és un bon auguri si aquest és el cas.

Així ho indica un article publicat recentment a The Astrophysical Journal Letters per Michael Koss i els seus col·legues que també han mobilitzat altres instruments observant a altres longituds d'ona, com ara Muse equipant el VLT d'ESO o els telescopis de l'Observatori WM Keck, per estudiar amb més detall UGC 4211, un parell de galàxies en fusió a 500 milions d'anys llum només de la Via Làctia dins la Constel·lació del Cranc.

"Les simulacions van suggerir que la majoria de la població de forats negres binaris a les galàxies veïnes estaria inactiva perquè són més comuns, i no dos forats negres en creixement com hem trobat. ALMA és únic perquè pot veure a través de grans columnes de gas i pols i aconseguir una resolució espacial molt alta per veure les coses molt juntes. El nostre estudi ha identificat un dels parells de forats negres més propers en una fusió de galàxies i com sabem, les fusions de galàxies són molt més freqüents a l'Univers llunyà, aquests binaris forats negres també poden ser molt més comuns del que es pensava", explica Michael Koss en un comunicat del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) als EE.UU..

El seu company Ezequiel Treister, astrònom de la Universitat Catòlica de Xile i coautor de la investigació, afegeix que: "Podrien haver-hi molts parells de forats negres supermassius creixent als centres de les galàxies que no hem estat capaços d'identificar fins ara". Si és així, en un futur proper observarem freqüents esdeveniments d'ones gravitatòries causats per fusions d'aquests objectes a tot l'Univers.

Aquest vídeo mostra una il·lustració i imatges d'ALMA de dos forats negres menjant junts i devorant amb avidesa pols, gas i altres materials alterats per la col·lisió. Crèdit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Koss et al (Eureka Scientific), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Ho he vist aquí.

Dolls des de la distància

Clic per engrandir. Encèlad. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Els fascinants dolls del pol sud d'Encèlad s'observen des de lluny, il·luminats per la llum solar, mentre que la pròpia lluna brilla suaument reflectida per la resplendor de Saturn.

Les observacions dels dolls preses des de diverses geometries d'observació proporcionen diferents perspectives d'aquesta característica extraordinària. Cassini ha recollit una gran quantitat d'informació amb l'esperança de desentranyar els misteris de l'oceà subterrani que s'amaga sota l'escorça glaçada d'aquesta lluna de Saturn.

Aquesta vista mira cap a l'hemisferi d'Encèlad orientat cap a Saturn (504 quilòmetres de diàmetre). El nord és a dalt. La imatge va ser presa en llum visible amb la càmera d'angle estret de la nau espacial Cassini el 13 d'abril del 2017.

La imatge es va prendre a una distància aproximada de 808.000 quilòmetres d'Encèlad i amb un angle de fase Sol-Encèlad-nau de 176 graus. L'escala de la imatge és de 5 quilòmetres per píxel.

La missió Cassini és un projecte de cooperació de la NASA, l'ESA (Agència Espacial Europea) i l'Agència Espacial Italiana (ASI). El Laboratori de Propulsió a Jet, una divisió de l'Institut Tecnològic de Califòrnia a Pasadena, gestiona la missió per a la Direcció de Missions Científiques de la NASA a Washington. L'orbitador Cassini i les seves dues càmeres a bord van ser dissenyats, desenvolupats i acoblats al JPL. El centre d'operacions d'imatge es troba a l'Space Science Institute de Boulder (Colorado).

Per a més informació sobre la missió Cassini-Huygens, feu un clic aquí i a aquí. La pàgina web de l'equip d'imatges de Cassini la trobareu fent un altre clic aquí.

Ho he vist aquí.