Els astrònoms troben el forat negre més proper a la Terra conegut fins ara

El forat negre “amagat” es troba a 1.000 anys llum de la Terra, però les dues estrelles que giren al seu voltant es poden veure a simple vista.

Els astrònoms han descobert un forat negre que està més a prop de la Terra que qualsevol altre que s’hagi trobat abans. Situat a uns 1.000 anys llum de distància a la constel·lació austral del Telescopi, el forat negre té quatre vegades la massa del nostre Sol, cosa que significa que el seu horitzó d’esdeveniments, la zona d’on ja no pot sortir cap informació envers l’exterior, té un radi de només 12 km.

El sistema HR 6819, situat a uns 1.000 anys llum de la Terra, conté dues estrelles que orbiten un forat negre ocult, diverses vegades més massiu que el nostre sol. Els astrònoms creuen que hi ha centenars de milions d’aquests forats negres “amagats” esperant a ser descoberts en la nostra galàxia.
(Crèdit / Font: ESO/L. Calçada / astronomy.com)

Els investigadors van trobar la bèstia oculta mentre seguien estels binaris utilitzant al telescopi a l’Observatori La Silla, a Xile. Quan van mirar el sistema d’estrella doble HR 6819, es van adonar que l’estrella interior té un moviment orbital ràpid, mentre que l’estrella exterior segueix una òrbita externa movent-se molt més lentament.

Això volia dir que les estrelles no es circumval·len l’una a l’altra. Hi ha d’haver un tercer objecte no visible a prop de l’estel que es mou ràpidament. L’objecte amagat i l’estrella interior es circumval·len l’un a l’altre cada 40 dies. Mentrestant, l’estrella externa ho fa a poc a poc i molt més lluny. Com que l’objecte invisible ha de tenir almenys quatre vegades la massa del Sol per tal de poder explicar el moviment orbital ràpid de l’estrella interior, només pot ser un forat negre, segons la teoria de l’estructura de les estrelles.

És difícil detectar un forat negre “amagat”, que no devori activament un veí, ja que no emeten radiació electromagnètica en l’espectre visible. Però, fins i tot sense emetre llum, els efectes gravitacionals que els forats negres tenen en altres objectes visibles poden ser molt reveladors. En aquest cas, en una nit fosca i nítida a l’hemisferi sud, les dues estrelles companyes del forat negre de HR 6819 es poden veure a simple vista, gràcies a la seva distància relativament petita des de nosaltres. Tot i això, ha calgut realitzar un seguiment metòdic del moviment de les estrelles des de l’Observatori La Silla i processar les dades obtingudes per tal de detectar la presència del forat negre.

“Ens vam sorprendre totalment quan ens vam adonar que es tracta del primer sistema estel·lar que es pot veure a ull nu amb un forat negre “, va dir el coautor de l’estudi Petr Hadrava.

Forats negres “amagats”

Els forats negres es formen quan estrelles molt massives col·lapsen al final de la seva vida. I encara que semblin exòtics, còsmicament parlant, aquests forats negres de massa estel·lar haurien de ser molt comuns.

Els científics esperen que la nostra galàxia de la Via Làctia en tingui centenars de milions. Però, fins ara, només se n’han descobert dotzenes.

Els forats negres de massa estel·lar que els astrònoms han descobert només es troben perquè actuen com a fars còsmics, emetent raigs X en consumir molt violentament gas i estrelles. Però aquests objectes extrems no són representatius del que els astrònoms esperen. Hauria d’haver-hi una majoria silenciosa de forats negres amagats tranquil·lament sense devorar res. Tot i que HR 6819 és un dels pocs forats negres amagats que fins ara s’han trobat, n’hi hauria d’haver molts més.

El tercer forat negre conegut més proper a la Terra és Cygnus X-1. A diferència dels forats negres “amagats”, Cygnus X-1 es revela als astrònoms ja que roba material de l’estrella blava supergegant HDE 226868 i és la font de raigs X d’alta energia més brillant que es pot observar al cel.
Aquesta representació artística mostra l’estrella orbitant que supera el límit de Roche, la matèria que cau de l’estrella cap al forat negre, el disc d’acreció, la corona que envolta el forat negre i el feix de raigs x procedent del vòrtex.
(Crèdit / Font: ESA,NASA, STScI)

“Això només és la punta de l’iceberg”, va dir la coautora de l’estudi Marianne Heida, astrònoma de l‘Observatori Europeu del Sud.

I com que els astrònoms busquen cada cop més i més forats negres amagats, esperen anar-los trobant cada cop més a prop de la Terra. Hadrava calcula que hi hauria forats negres a unes dotzenes d’anys llum de la Terra, cosa que els acostaria a algunes de les estrelles més brillants del nostre cel nocturn.

En comparació, l’anterior titular del rècord del forat negre més proper és V616 Monocerotis, que està situat en un sistema binari situat a més de 3.000 anys llum de distància.

“Considerant el nombre de forats negres que creiem que hi ha a la Via Làctia, quedaria molt sorprès si no n’hi ha uns quants encara més a prop que HR 6819”, va dir Heida.

Els astrònoms han descobert el forat negre mitjançant observacions realitzades amb el telescopi de 2,2 metres de l’Observatori Europeu Sud MPG-ESO a l’Observatori La Silla de Xile.
(Crèdit / Font: Roen Kelly after NASA / astronomy.com)

Posant a prova les teories

Descobrir aquests forats negres no consisteix només a catalogar objectes. Els investigadors han de trobar-los per provar les seves teories sobre com viuen i moren les estrelles. “Els astrònoms tenim una idea força precisa de l’evolució estel·lar en general, sobretot quan es tracta de les estrelles més massives que deixen forats negres quan es moren”, va dir Heida.

Els científics encara no saben com un sistema multi estel·lar amb diversos membres grans afecta l’evolució de les altres estrelles que hi pertanyen. “Aquests aspectes són realment importants perquè les estrelles massives produeixen [i alliberen] tots els elements de l’univers que no siguin hidrogen i heli”, va afegir. “I gairebé tots ells es troben en sistemes amb diverses estrelles.”

Una altra incògnita sorprenent és que els astrònoms no entenen exactament com funcionen les explosions de supernova. Però, a causa que algunes supernoves poden produir forats negres, una manera de provar les diverses teories proposades és comparar el nombre i la mida dels forats negres coneguts amb el que prediuen les teories de les supernoves. Així, com més exemples s’afegeixin a la llista, actualment petita, amb més precisió es pot provar si tenen raó.

L’eclipsi d’un forat negre

HR 6819 va començar probablement la seva vida com a sistema de triple estrella abans que la tercera estrella s’esfondrés creant el forat negre que és avui. I tot i que no es coneixen planetes en el sistema, si visitéssim un planeta que envoltes l’estel interior, gaudiríem d’una vista misteriosa.

A la Terra, un eclipsi solar succeeix quan la lluna passa entre nosaltres i la nostra estrella. En un hipotètic planeta orbitant l’estrella interior del HR 6819, el forat negre eclipsaria ocasionalment l’estrella més externa. Però en lloc de bloquejar la llum de l’estrella exterior, el forat negre actuaria com a lupa. Es crearia el que els astrònoms anomenen lent gravitatòria al cel nocturn del planeta. Els espectadors d’aquest estrany eclipsi veurien un magnífic disc fosc com el betum envoltat d’un anell resplendent. El mateix efecte es podria veure si el forat negre passes entre el suposat planeta i altres estrelles llunyanes.

La resta del temps, el forat negre només seria perceptible a la vista quan consumis matèria com gas o roques espacials. “En cas contrari, el forat negre hauria de ser negre i invisible”, va dir el coautor de l’estudi Dietrich Baade, astrònom de l’Observatori Europeu del Sud.

Representació artística d’un forat negre creant l’efecte de lent gravitatòria.
(Crèdit / Font: NASA / ESA i G. Bacon, STScI / astronomy.com)

Forats negres amagats a la vista

La disposició de HR 6819 no és única. Els sistemes amb diverses estrelles representen la majoria de les estrelles de la nostra galàxia. Així doncs, buscant més òrbites peculiars dins d’aquests sistemes, els astrònoms haurien de poder descobrir més forats negres ocults.

Tanmateix, seria impossible de detectar un gran nombre de forats negres amb els mètodes actuals. Els astrònoms creuen que el violent procés de creació d’un forat negra (supernova) també fa que altres cossos estel·lars propers s’allunyin cap a l’espai. I sense poder veure com orbiten altres objectes al seu voltant, actualment és impossible detectar un forat negre solitari. Així, per al futur previsible, els astrònoms han de continuar cercant sistemes astrals múltiples per trobar aquests monstres silenciats.

“Hem de trobar maneres de buscar [forats negres] en la gran quantitat de dades que ja estan disponibles”, va dir Heida.

Ella espera que hi hagi probabilitats de trobar forats negres amagats en dades d’observacions arxivades. I projectes com la nau espacial Gaia de l’Agència Espacial Europea, que actualment treballa per cartografiar mil milions d’estrelles, haurien de permetre descobrir-ne encara més. L’Observatori Vera C. Rubin en construcció a Xile (abans conegut com a Large Synoptic Survey Telescope) fotografiarà tot el cel visible cada poques nits, proporcionant un torrent de dades sobre sistemes d’estels propers.

(Autor / Font: Eric Betz / astronomy.com)

Comparteix!

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Informació básica sobre protecció de dades:El responsable del processament és Agrupació Astronòmica de Terrassa. Les dades seran processades per gestionar i moderar els teus comentaris. La legitimació de processament és el consentiment de l'interessat. No es transferiran dades a tercers, llevat d'obligació legal. Teniu dret a accedir, rectificar i esborrar dades, així com altres drets, com s'explica a política de privadesa.