Notícies
Inici  >  Notícies > Els ‘vigilants dels forats negres’ en troben un d’inactiu...

Els ‘vigilants dels forats negres’ en troben un d’inactiu fora de la nostra galàxia

El forat negre descobert ara té almenys nou vegades la massa del nostre Sol, i orbita al voltant d’una estrella calenta i blava que posseeix vint-i-cinc vegades la massa solar.  Imatge: ESO/L. Calçada

El forat negre descobert ara té almenys nou vegades la massa del nostre Sol, i orbita al voltant d’una estrella calenta i blava que posseeix vint-i-cinc vegades la massa solar. Imatge: ESO/L. Calçada

L’investigador de l’ICCUB Mark Gieles. Imatge: ICCUB

L’investigador de l’ICCUB Mark Gieles. Imatge: ICCUB

20/07/2022

Recerca

Un equip d’experts internacionals reconeguts per haver desmentit diversos descobriments de forats negres n’ha identificat un de massa estel·lar: el VFTS 243, que es troba al Gran Núvol de Magallanes, una galàxia propera a la Via Làctia. La descoberta s’anuncia ara en un article publicat a la revista Nature Astronomy en què participa Mark Gieles, de la Facultat de Física, l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

«Per primera vegada, el nostre equip es va reunir per informar del descobriment d’un forat negre, i no per rebutjar-ne un», afirma el director de l’estudi, Tomer Shenar. L’equip també va descobrir que l’estrella que va originar aquest forat negre va desaparèixer sense senyals de cap explosió potent. Aquesta troballa ha estat possible després de sis anys d’observacions amb el Very Large Telescope (VLT) de l’Observatori Europeu Austral (ESO). En el treball, dut a terme per prop d’una quarantena d’experts de tot l’àmbit internacional, també hi ha participat membres de l’Institut d’Astrofísica de les Canàries (IAC) i de la Universitat de La Laguna (ULL).

«Hem trobat una agulla en un paller», diu Shenar, que va començar l’estudi a la Universitat Catòlica de Lovaina (Bèlgica) i que ara té una beca Marie Skłodowska-Curie a la Universitat d’Amsterdam (Països Baixos). Tot i que s’han proposat altres forats negres similars, l’equip afirma que aquest és el primer de massa estel·lar i inactiu que es detecta de manera inequívoca fora de la nostra galàxia.

Els forats negres de massa estel·lar es formen quan les estrelles massives arriben al final de la seva vida i col·lapsen sota la seva pròpia gravetat. En un sistema binari, format per dues estrelles que giren l’una al voltant de l’altra, aquest procés deixa un forat negre en òrbita amb una estrella lluminosa que l’acompanya. «A partir de l’òrbita quasi circular d’aquest parell d’objectes, podríem concloure que aquest forat negre no va rebre un cop de velocitat quan es va formar en una explosió de supernova, fet que ens ajuda a entendre millor l’origen de les ones gravitacionals observades pels detectors LIGO-Virgo», comenta el professor ICREA Mark Gieles, membre del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la UB, responsable d’analitzar i interpretar el conjunt -cada cop més nombrós- de col·lisions d’objectes compactes detectats, com ara els sistemes binaris que contenen forats negres.

Un forat negre està inactiu si no emet nivells alts de raigs X, la forma de radiació per la qual se solen detectar aquests forats negres. «És increïble que pràcticament no coneguem més forats negres inactius, tenint en compte que els astrònoms creuen que són molt comuns», explica Pablo Marchant, coautor de l’estudi i membre de la Universitat Catòlica de Lovaina.

El forat negre descobert ara té almenys nou vegades la massa del nostre Sol, i orbita al voltant d’una estrella calenta i blava que posseeix vint-i-cinc vegades la massa solar. Els forats negres inactius són especialment difícils de detectar, ja que no interactuen gaire amb el seu entorn. «Fa més de dos anys que busquem aquest tipus de sistemes binaris de forats negres», afirma la coautora de l’estudi, Julia Bodensteiner, investigadora de l’Observatori Europeu Austral (ESO), a Alemanya. «Quan vaig saber de l’existència del VFTS 243 em vaig emocionar molt; a parer meu, de tots els forats dels quals fins ara tenim informació, aquest és el que més convenç».

Per trobar el VFTS 243, la col·laboració va analitzar aproximadament 1.000 estrelles massives a la regió de la nebulosa de la Taràntula del Gran Núvol de Magallanes per trobar les que poguessin anar acompanyades de forats negres. Identificar aquests acompanyants com a forats negres és molt difícil, ja que hi ha moltes altres opcions.

«Com a investigador que els últims anys ha desmentit possibles forats negres, era molt escèptic pel que fa a aquest descobriment», diu Shenar. Aquest escepticisme el compartia el coautor de l’estudi, Kareem El-Badry, del Centre d’Astrofísica Harvard- Smithsonian (Estats Units), a qui Shenar anomena «el destructor de forats negres». «Quan Tomer em va demanar que comprovés les seves troballes, vaig dubtar. Però no vaig trobar cap explicació plausible per a aquestes dades sense incloure un forat negre», explica El-Badry.

La troballa permet a l’equip tenir una visió única dels processos que acompanyen la formació dels forats negres. Els astrònoms creuen que un forat negre de massa estel·lar es forma quan el nucli d’una estrella massiva moribunda es col·lapsa, però encara no se sap si tot això va acompanyat d’una explosió de supernova.

«L’estrella que va formar el forat negre VFTS 243 sembla que hagi col·lapsat per complet, sense signes de cap explosió prèvia», explica Shenar. «Recentment, han sorgit proves d’aquest escenari de “col·lapse directe”, però el nostre estudi ofereix el que segurament és una de les indicacions més directes d’aquest tipus de mecanisme. Això té grans implicacions per l’origen de les fusions de forats negres al cosmos».

El forat negre VFTS 243 es va trobar gràcies a sis anys d’observacions de la nebulosa de la Taràntula fetes amb l’instrument Fibre Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) al VLT de l’ESO.

Tot i el sobrenom de «policia dels forats negres», l’equip responsable d’aquesta troballa fomenta activament l’escrutini i espera que aquest treball permeti trobar altres forats negres de massa estel·lar que orbiten al voltant d’estrelles massives, de les quals es prediu que a la Via Làctia i als Núvols de Magallanes n’hi ha milers.

«Espero que altres experts examinin detingudament l’anàlisi i intentin elaborar models alternatius. És un projecte molt emocionant en què participar», conclou El-Badry.

 

Article de referència:

Shenar, T. et al. «An X-ray-quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary within the Large Magellanic Cloud». Nature Astronomy, juliol de 2022. DOI: 10.1038/s41550-022-01730-y

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • ??? peu.flickr.alt ???
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona