Els astrònoms descobreixen els primers llampecs des d’un forat negre

10/11/2014 Asociación RUVID

Un grup internacional d'investigadors, amb participació de l'Observatori Astronòmic de la Universitat de València, ha descobert els primers llampecs des d'un forat negre a partir de l'erupció amb les variacions de lluentor més potents en un objecte extragalàctic mai observades fins a l'actualitat. En sentit astronòmic, es tracta de flaixos d'una durada de sols cinc minuts. Els resultats de la recerca d'aquest fortíssim fenomen de rajos gamma en la galàxia IC 310 es van publicar ahir a la revista ‘Science’.

La radiogalàxia IC 310 en la constel·lació de Perseo està a una distància de 260 milions d'anys llum de la terra. Els astrònoms creuen que el seu centre alberga un forat negre supermassiu. Al centre d'aquesta galàxia s'ha produït una forta erupció de rajos gamma la qual va ser detectada pel telescopi MAGIC a la illa de La Palma, amb imatges complementàries de la xarxa europea d'interferometria EVN.

Els investigadors van observar amb sorpresa variacions en la radiació procedent del cor de la galàxia IC 310 en escales de temps de cinc minuts. “L’horitzó de successos del forat negre -la superfície de l'espai-temps a partir de la qual re no pot escapar del forat negre, ni tan sols la llum- és tres vegades major que la distància entre la Terra i el sol, això és, 450 milions de quilòmetres. La llum necessita 25 minuts per recórrer aquesta distància”, detalla Eduardo Ros, investigador del Max Planck de Radioastronomía i la Universitat de València, coautor del treball.

La superfície d'un objecte no pot canviar la seua lluentor al complet en un temps menor al que necessita la llum per travessar-la. Per tant, la regió de la qual procedeixen aquests rajos gamma ha de ser menor, fins i tot que l'horitzó de successos del forat negre, segons els investigadors. Això implica que els astrònoms han aconseguit observar la galàxia IC 310 encara amb major detall que la grandària del forat negre central. A més, s'obre la incògnita per saber què està ocorrent en el parany gravitatori que ha tendit aquest objecte a l'espai.

Imatges De Detall Dels Jets

Els forats negres al centre de les galàxies tenen una massa d'entre un milió i diversos milers de milions de vegades la massa del nostre sol. La matèria en caiguda cap a aquests objectes és capaç de produir enormes centelleigs de llum en tots els rangs de l'espectre electromagnètic. Aquests nuclis actius de galàxia produeixen els anomenats jets, en els quals s'expel·leix matèria a velocitats properes a la de la llum, que ix disparada cap a l'espai exterior en la pròpia galàxia. Mitjançant mètodes radioastronòmics és possible obtenir imatges d'aquests jets amb un detall únic en astrofísica, un àrea de recerca en què destaquen el Departament d’Astronomia i Astrofísica i l'Observatori Astronòmic de la Universitat de València.

IC 310, en el cúmul de galàxies de Perseu, pertany a aquest tipus de galàxies actives. En 2009 tant l'observatori espacial Fermi com el telescopi MAGIC van detectar la radiació gamma d'aquest objecte. I davant la pregunta de com és possible que es produïsquen variacions de lluentor tan ràpides, els astrònoms suggereixen que el forat negre en el nucli d'IC 310 està en una ràpida rotació i envoltat per un potent camp magnètic i “creiem que a les regions polars del forat negre hi ha uns camps elèctrics enormes, que són capaços d'accelerar partícules fonamentals a unes velocitats relativistes, de manera que en interactuar aquestes amb altres de menor energia, són capaces de produir rajos gamma d'altíssima energia”, argumenta Ros, qui agrega: “podem imaginar aquest procés com una forta tempesta elèctrica amb llampecs”.

De fet, cada pocs minuts es produeix una descàrrega elèctrica, que afecta a regions de la grandària del nostre sistema solar. Així és possible que aquestes partícules isquen acomiadades a velocitats pròximes a la de la llum, dins del jet, on seran accelerades, frenades, reaccelerades i finalment centrifugades més enllà dels límits de la pròpia galàxia.

Ros comenta que si s'observen els forats negres tant a altes energies (rajos gamma) com amb xarxes interferomètriques de VLBI, “som capaços d’obtenir una informació única de les regions més properes al forat negre. Aquestes observacions de MAGIC i EVN apunten als mecanismes pels quals es formen jets en l'entorn immediat dels forats negre, i han estat possibles gràcies a la qualitat de tots dos instruments”

Per la seua banda, el director de l'Observatori Astronòmic de la Universitat de València, José Carlos Guirado, remarca la importància d'aquesta troballa, “resultat d'una eficient sinergia entre instruments funcionant a diferents longituds d'ona, rajos gamma (MAGIC) i ones de ràdio (la xarxa europea de VLBI)”. A la seua vegada, subratlla: “la presència d'astrònoms de la Universitat de València en aquesta publicació, que reflecteix un esforç continuat d'un bon nombre d'experts de l'Observatori Astronòmic en la recerca de l'entorn de forats negres tant des de l'àmbit teòric com de l’observacional, i que són usuaris assidus d'instrumentació radioastronòmica de primera línia. Solament d'aquesta manera es poden aconseguir resultats com que el publica aquesta setmana Science”.

La xarxa europea d'interferometría EVN és una col·laboració de diversos radiotelescopis a Europa, Xina, Sud-àfrica, Puerto Rico i altres països, entre ells el radiotelescopi de Yebes a Guadalajara o el d'Effelsberg prop de Bonn. El telescopi MAGIC està situat en el Roque de los Muchachos en La Palma i consisteix en dos telescopis de 17 metres de diàmetre i és capaç de rebre rajos gamma còsmics a energies d'entre 25 giga-electró-volts i 50 tera-electró-volts. Aquests rajos gamma produeixen allaus de partícules en entrar a l'atmosfera i generen una llum blavosa anomenada radiació Cherenkov, a partir de la qual MAGIC pot estudiar objectes tant en la nostra galàxia com en altres galàxies llunyanes, en aquest cas IC 310.

Eduardo Ros és professor titular de la Universitat de València, en l'actualitat en l'Institut Max Planck de Radioastronomía a Bonn, Alemanya, en virtut d'un conveni entre les dues institucions. Ha estat director de l'Observatori Astronòmic de la Universitat i coordinador científic del citat institut alemany. El seu camp de recerca se centra en l'estudi de nuclis actius de galàxies i altres objectes compactes mitjançant mètodes radiointerferomètrics i d'astronomia d'altes energies. 

Full bibliographic information


Aleksić et al. Black hole lightning due to particle acceleration at subhorizon scales. Science DOI: 10.1126/science.1256183
Attached files
  • agujeronegro03.jpg
  • agujeronegro01.jpg

Other content in...

Categories

Keywords