•Notícia
Compartir
El descobriment demostra que els sistemes binaris ULX també poden contenir forats negres petits, al contrari del que es creia
Determinen la massa d’un forat negre a la galàxia d’Andròmeda
Un equip liderat per la Universitat de Durham, al Regne Unit, i en el qual han participat la UPC, el CSIC i l’IEEC, ha determinat la massa d'un forat negre deu vegades major que la massa del Sol a la galàxia d’Andròmeda M31. El resultat de l'estudi s'ha publicat a la revista científica 'Nature'.
19/12/2012
Determinar la massa d’un forat negre no és senzill, ja que són objectes que no poden observar-se de forma directa perquè no emeten llum. La manera més efectiva de precisar-la és observant com influeix en els objectes que estan al seu voltant.
En un estudi recent, un equip liderat per científics de la Universitat de Durham, al Regne Unit, en el qual han participat les investigadores Gloria Sala, del Departament de Física i Enginyeria Nuclear de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), vinculada a l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), i Margarita Hernanz, de l'Institut de Ciències de l'Espai del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), també vinculat a l’IEEC, ha aconseguit determinar la massa d'un forat negre deu vegades major que la massa del Sol, a la galàxia d’Andròmeda M31. Aquest descobriment demostra que els sistemes binaris ULX també poden contenir forats negres petits, ja que els que es coneixen fins ara equivalen a centenars o milers de masses solars.
El forat negre està situat en un sistema binari de rajos X del tipus ULX, una font de rajos X ultralluminosa (Ultra Luminous X-ray source). El resultat de l'estudi, que s'ha publicat a la revista científica Nature, contrasta amb la polèmica creença que els rajos ULX contenen forats negres molt més massius, fins i tot centenars o milers de vegades major que la del Sol, i relaciona aquest ULX amb els sistemes coneguts com microquàsars.
Els microquàsars –descoberts a principis dels anys 90, una fita científica que es va publicar a la revista Nature– són sistemes compostos per un forat negre i un estel normal, que orbiten entre ells i interaccionen entre sí. En aquest ball còsmic que realitzen, el forat negre succiona matèria de l'estel que encara emet llum. Abans de ser engolida, la matèria provinent de l'estrella que emet llum forma un disc que orbita el forat negre, el qual, a poc a poc, la va absorbint fent-la desaparèixer de l'Univers observable. Aquest procés comporta l'emissió copiosa de rajos X, amb una intensitat proporcional a la massa del forat negre.
Però no tota la matèria que està orbitant en el disc és absorbida pel forat negre sinó que un percentatge d'aquest material, per qüestions de conservació d'energia, s'expulsa en forma de jets o raigs. L'evolució dels jets s'observa principalment en el rang d'ones de ràdio. S'estima que en la nostra galàxia hi ha aproximadament uns 100 microquàsars, però, curiosament, no s'ha descobert fins ara cap ULX.
Les altes lluminositats en rajos X dels ULXs, més brillants que un milió de sols, han portat a especular que alberguen sistemes binaris amb forats negres de masses "intermèdies", d'unes 1000 vegades la massa del Sol. És a dir, són més massius que els forats negres normals (que equivalen a unes desenes de masses solars, com seria el cas dels microquàsars), però menors que aquells que es troben en el centre de galàxies, les masses de les quals són majors que un milió de masses solars, i són coneguts amb el nom de quàsars.
Ara com ara, no existeix cap teoria convincent que pugui explicar la formació d'aquests forats negres de massa intermèdia. Aquesta controvèrsia ha fet pensar que potser la relació que s'aplica per determinar la massa del forat negre a partir de l'emissió de rajos X hagi de revisar-se. Observacions en altres rangs d'energia, com les ones ràdio, ajuden a entendre les seves propietats. D'aquí l'interès de l'estudi d’ULXs propers, com el de la galàxia veïna Andròmeda M31, i sobre el qual s’ha elaborat aquest article a Nature.
Al gener del 2012 el telescopi espacial de rajos X XMM-Newton, de l’Agència Espacial Europea (ESA), va detectar un excés de rajos X al sistema binari XMMU J004243.6+412519, a la galàxia Andròmeda. Atès l'interès que hi ha al darrere d'aquests ULXs, observar aquest objecte es va convertir en màxima prioritat, tant en rajos X com en ràdio. Va ser monitorat amb els telescopis espacials de rajos X Swift i Chandra durant vuit setmanes, i també es van realitzar, des de terra, observacions en ones ràdio des de l’observatori radioastronòmic VLA (Very Long Array), i amb el VLBA (Very Long Baseline Array), un complex de 10 antenes situades per tot arreu dels Estats Units i treballant en xarxa.
Durant mesos els científics van analitzar les observacions i van aconseguir precisar la massa del forat negre, aconseguint fitar-la a una massa 10 vegades major que la del Sol, la qual cosa va confirmar que un ULX podia contenir un forat negre petit, diferint de l'escenari suggerit fins al moment pels altres ULXs detectats.
Els resultats obtinguts en aquesta recerca han obert una nova finestra de comprensió dels forats negres i la seva evolució en l'Univers. Comprendre el comportament dels forats negres suposa un repte. No obstant això, gràcies a que els microquàsars presenten les mateixes característiques que els quàsars però a “micro-escales”, i evolucionen de forma molt més ràpida, són escenaris perfectes per entendre l'evolució d’aquests “mega” forats negres situats en el centre de les galàxies. D’altra banda, permeten comprendre com s'ha distribuït la massa i l'energia en l'Univers primitiu i com s'han format les galàxies que veiem avui dia.
En un estudi recent, un equip liderat per científics de la Universitat de Durham, al Regne Unit, en el qual han participat les investigadores Gloria Sala, del Departament de Física i Enginyeria Nuclear de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), vinculada a l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), i Margarita Hernanz, de l'Institut de Ciències de l'Espai del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), també vinculat a l’IEEC, ha aconseguit determinar la massa d'un forat negre deu vegades major que la massa del Sol, a la galàxia d’Andròmeda M31. Aquest descobriment demostra que els sistemes binaris ULX també poden contenir forats negres petits, ja que els que es coneixen fins ara equivalen a centenars o milers de masses solars.
El forat negre està situat en un sistema binari de rajos X del tipus ULX, una font de rajos X ultralluminosa (Ultra Luminous X-ray source). El resultat de l'estudi, que s'ha publicat a la revista científica Nature, contrasta amb la polèmica creença que els rajos ULX contenen forats negres molt més massius, fins i tot centenars o milers de vegades major que la del Sol, i relaciona aquest ULX amb els sistemes coneguts com microquàsars.
Els microquàsars –descoberts a principis dels anys 90, una fita científica que es va publicar a la revista Nature– són sistemes compostos per un forat negre i un estel normal, que orbiten entre ells i interaccionen entre sí. En aquest ball còsmic que realitzen, el forat negre succiona matèria de l'estel que encara emet llum. Abans de ser engolida, la matèria provinent de l'estrella que emet llum forma un disc que orbita el forat negre, el qual, a poc a poc, la va absorbint fent-la desaparèixer de l'Univers observable. Aquest procés comporta l'emissió copiosa de rajos X, amb una intensitat proporcional a la massa del forat negre.
Però no tota la matèria que està orbitant en el disc és absorbida pel forat negre sinó que un percentatge d'aquest material, per qüestions de conservació d'energia, s'expulsa en forma de jets o raigs. L'evolució dels jets s'observa principalment en el rang d'ones de ràdio. S'estima que en la nostra galàxia hi ha aproximadament uns 100 microquàsars, però, curiosament, no s'ha descobert fins ara cap ULX.
Les altes lluminositats en rajos X dels ULXs, més brillants que un milió de sols, han portat a especular que alberguen sistemes binaris amb forats negres de masses "intermèdies", d'unes 1000 vegades la massa del Sol. És a dir, són més massius que els forats negres normals (que equivalen a unes desenes de masses solars, com seria el cas dels microquàsars), però menors que aquells que es troben en el centre de galàxies, les masses de les quals són majors que un milió de masses solars, i són coneguts amb el nom de quàsars.
Ara com ara, no existeix cap teoria convincent que pugui explicar la formació d'aquests forats negres de massa intermèdia. Aquesta controvèrsia ha fet pensar que potser la relació que s'aplica per determinar la massa del forat negre a partir de l'emissió de rajos X hagi de revisar-se. Observacions en altres rangs d'energia, com les ones ràdio, ajuden a entendre les seves propietats. D'aquí l'interès de l'estudi d’ULXs propers, com el de la galàxia veïna Andròmeda M31, i sobre el qual s’ha elaborat aquest article a Nature.
Al gener del 2012 el telescopi espacial de rajos X XMM-Newton, de l’Agència Espacial Europea (ESA), va detectar un excés de rajos X al sistema binari XMMU J004243.6+412519, a la galàxia Andròmeda. Atès l'interès que hi ha al darrere d'aquests ULXs, observar aquest objecte es va convertir en màxima prioritat, tant en rajos X com en ràdio. Va ser monitorat amb els telescopis espacials de rajos X Swift i Chandra durant vuit setmanes, i també es van realitzar, des de terra, observacions en ones ràdio des de l’observatori radioastronòmic VLA (Very Long Array), i amb el VLBA (Very Long Baseline Array), un complex de 10 antenes situades per tot arreu dels Estats Units i treballant en xarxa.
Durant mesos els científics van analitzar les observacions i van aconseguir precisar la massa del forat negre, aconseguint fitar-la a una massa 10 vegades major que la del Sol, la qual cosa va confirmar que un ULX podia contenir un forat negre petit, diferint de l'escenari suggerit fins al moment pels altres ULXs detectats.
Els resultats obtinguts en aquesta recerca han obert una nova finestra de comprensió dels forats negres i la seva evolució en l'Univers. Comprendre el comportament dels forats negres suposa un repte. No obstant això, gràcies a que els microquàsars presenten les mateixes característiques que els quàsars però a “micro-escales”, i evolucionen de forma molt més ràpida, són escenaris perfectes per entendre l'evolució d’aquests “mega” forats negres situats en el centre de les galàxies. D’altra banda, permeten comprendre com s'ha distribuït la massa i l'energia en l'Univers primitiu i com s'han format les galàxies que veiem avui dia.
Segueix-nos a Twitter
