Imatge de la galàxia amb el forat negre
La zona central de la galàxia Henize 2-10 acull el forat negre i una regió de formació d'estels (NASA/ESA/Schutte/Reines/Pagan)

Descobreixen un forat negre que contribueix a crear estels a més d'empassar-se'n

Es troba en una galàxia nana i les imatges del telescopi espacial Hubble han permès deduir aquest paper en el naixement de nous astres

TEMA:
Ciència

Els forats negres no només xuclen tot allò que tenen a l'abast, sinó que també poden contribuir a la formació de nous estels. Així es desprèn d'un estudi basat en imatges obtingudes pel telescopi espacial Hubble d'una petita galàxia que té, al seu centre, un forat negre.

Els autors de la recerca són Zachary Schutte i Amy Reines, de l'Institut de Gravetat Extrema de la Universitat Estatal de Montana. S'ha publicat a la revista Nature.

Els forats negres són regions amb una densitat tan elevada que la seva força gravitatòria no permet que res, ni tan sols la llum, n'escapi. Però tot i aquesta definició, s'ha vist que sí que en pot sorgir alguna cosa.

El 1971, el físic Stephen Hawking va proposar que l'àrea de l'horitzó d'esdeveniments d'un forat negre, el límit més enllà del qual res ja no pot escapar, es mantenia constant.

D'aquí es desprenia, com Hawking mateix va proposar, que els forats negres emetien radiació, degut a la seva elevada temperatura i en forma proporcional a la seva massa. Es va anomenar radiació de Hawking.

Va haver de passar mig segle, però el juliol passat un equip encapçalat per Maximiliano Isi, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), va confirmar la teoria de Hawking. Ho van publicar a la revista Physical Review Letters.

També al juliol, un equip encapçalat per D. R. Wilkins, de la Universitat de Stanford, va publicar una altra observació a la revista Nature. En aquest cas, van observar raigs X procedents de darrere d'un forat negre. Era una de les prediccions de la teoria de la relativitat d'Einstein.

Tot això mostra la complexitat d'aquests objectes, que a poc a poc es van coneixent millor. Però el que pot sorprendre és que d'ells en pugui sortir matèria que doni lloc a nous estels.


Un raig de gas que s'escampa

De fet, quan la matèria va caient dintre d'un forat negre, els potents camps magnètics que envolten aquests objectes provoquen una desviació i formen un raig de gas que s'escampa per fora.

Aquest raig té una velocitat propera a la de la llum i sol estar a una temperatura tan elevada que no té temps de refredar-se per donar lloc a nous astres.

Però això es produeix en forats negres de gran massa, que es troben en galàxies molt grans. En aquest cas, els dos astrofísics han observat un forat negre que es troba en el centre de la petita galàxia Henize 2-10. El forat negre té una massa equivalent a un milió de vegades la del Sol. És molt, però en galàxies més grans els forats negres poden tenir una massa mil vegades superior.

La massa molt menor fa que el gas s'escampi a velocitat i temperatura també molt menors. I per això encara té temps de refredar-se i contribuir a formar nous estels.

El gas va cap a una zona de la galàxia on s'estan formant estels. I si bé va a menor velocitat, es mou a més d'un milió i mig de quilòmetres per hora. D'aquesta forma, irromp en el planter on creixen els futurs estels i hi escampa matèria que contribuirà a la seva formació.

Imatge que mostra la posició del forat negre i de la zona de formació d'estels
La imatge ampliada mostra la posició del forat negre i de la zona de formació d'estels (NASA/ESA/Schutte/Reines/Pagan)

El raig té una longitud de 230 anys llum i connecta el forat negre amb la regió on neixen estels. Les dades obtingudes sobre la velocitat del raig i l'edat dels estels indica que entre ells hi ha una relació causa-efecte.

Fa pocs milions d'anys, el raig de gas va impactar en aquesta zona, com un cop de mànega que escampa una muntanya de matèria. Així es va facilitar la formació d'estels. L'alineació dels joves estels és perpendicular al flux del gas i mostra la trajectòria que seguia.

La troballa ha aixecat tanta expectació perquè els forats negres solen ser responsables de la desaparició d'estels o de galàxies senceres i no, com aquí, ajudants en el naixement de nous astres.

El procés està explicat en aquest vídeo de la NASA:

La doctora Amy Reines va ser la primera a publicar, el 2011, proves que la petita galàxia Henize 2-10, que conté la centèsima part d'estels que la nostra Via Làctia, tenia en el seu centre un forat negre. A una galàxia petita havia de correspondre també un forat negre menys massiu.

No tots els astrofísics hi estaven d'acord i alguns proposaven que allà hi ha via el romanent d'una supernova, que es genera quan un estel amb molta massa explota.

Com que Henize 2-10 és a només 30 milions d'anys llum de nosaltres, pràcticament res en relació a les distàncies a l'univers, el Hubble ha pogut obtenir tant imatges detallades com anàlisis espectroscòpiques del raig de gas. I això permet demostrar que es tracta d'un forat negre, com referma Reines:

"La sorprenent resolució del Hubble mostra clarament un patró en forma de tirabuixó en el moviment del gas i això encaixa en la precessió o trontoll del gas que surt d'un forat negre. Una supernova no tindria aquest patró. Hem trobat la 'pistola fumejant', la prova definitiva que és un forat negre".

A més, Reines espera que aquesta galàxia nana ajudi a comprendre la formació dels forats negres. Ara com ara hi ha tres teories sobre la formació dels molt massius: eren petits però van anar xuclant matèria i creixent, en l'univers primitiu van sorgir estels supermassius que es van enfonsar en grans forats negres o es van començar a formar en cúmuls molt densos d'estels.

L'observació dels forats negres d'aquestes galàxies nanes, diu Reines, pot contribuir a aclarir el que és "un trencaclosques persistent per als astrònoms".

 

ARXIVAT A:
CiènciaRecerca científica
Anar al contingut