Gegantescs forats negres supermasivos

S'estan descobrint forats negres supermassius molt més grans del que es creia possible: milers de milions de vegades la massa del nostre Sol.

Un grup d'astrònoms ha estudiat 72 galàxies a una distància de 3.500 milions d'anys llum de la Via Làctia. Gràcies a les dades recollides per l' Observatori de raigs X Chandra, el telescopi orbital de la NASA, Julie Hlavacek-Larrondo (dip. Física de la Universitat de Mont-real, Canadà) creu que ha descobert el que podria ser el més gegantí dels negres forats supermassius de l'Univers conegut, els resultats de les seves observacions estan en línia en avisos mensuals, publicats per la Royal Astronomical Society.

Crèdits: X-ray: NASA / CXC / Penn. State / G. Yang et al & NASA / CXC / ICE / M. Mezcua et al .; Optical: NASA / STScI; Illustration: NASA / CXC / A. Jubett

Aquests nous estudis suggereixen que els forats negres creixen més ràpidament que les galàxies que habiten, això desafia la idea que els forats negres supermassius creixen a l'uníson amb els seus galàxies, encara no se sap exactament per què els forats negres més massius creixerien més ràpidament i això continuarà sent una àrea activa d'investigació.

PERÒ... QUÈ ÉS UN FORAT NEGRE?

Un forat negre és una regió finita de l'espai en l'interior hi ha una concentració de massa prou elevada per generar un camp gravitatori tal que cap partícula material, ni tan sols la llum, pot escapar d'ella.

Es defineix també com una TRENCAMENT DE L'ESPAI-TEMPS

La curvatura de l'espai-temps és una de les principals conseqüències de la teoria de la relativitat general d'acord amb la qual la gravetat és efecte o conseqüència de la geometria corba de l'espai-temps. Els cossos dins d'un camp gravitatori segueixen una trajectòria espacial corba, tot i que en realitat poden estar movent-se segons línies d'univers el més "rectes" possibles a través un espai-temps corbat.

Imaginem que estirem una sabana, i estirada deixem en el seu centre una bola de ferro. La sabana s'enfonsarà pel pes de la bola, aquest enfonsament de l'espai el genera la gravetat, és espai es deforma, si ara deixem sobre el llençol altra bola més petita serà atreta cap a la més gran ja que l'espai s'ha deformat i cau cap a ella. La gravetat genera en l'espai aquests pous, quan es trenca aquest espai es produeix un forat negre.

Si el nostre Sol concentrés tota la seva massa fins a uns 3 km de diàmetre, en aquest punt la llum es retindria causa de l'enorme gravetat. Sí aquest cor estel·lar es comprimeix fins que tingui densitat infinita i volum zero estarem davant d'un forat negre. Es genera un singularitat i un forat negre. Es produeix el trencament de l'espai i del temps.

La gravetat d'un forat negre provoca una singularitat embolicada per una superfície tancada, anomenada horitzó de successos. Això és previst per les equacions de camp d'Einstein.

L'horitzó de successos separa la regió del forat negre de la resta de l'univers i és la superfície límit de l'espai a partir de la qual cap partícula pot sortir, incloent els fotons. Aquesta curvatura és estudiada per la relativitat general, la que va predir l'existència dels forats negres i va ser el seu primer indici.

No totes les estrelles s'acaben convertint en forats negres. Podem saber-ho a partir de la massa del sol:

-Si una estrella és menor en 1.4 vegades la massa del Sol es convertiria en una nana blanca.

-Si la massa s'hagi entre 1.4Ms i 3ms es convertiria en un estel de neutrons aconseguint altes densitats, aquestes estrelles són les causants dels púlsars (altes rotacions emetent energia electromagnètica).

-Sí l'estrella té una massa superior a 3ms el col·lapse de la mateixa la convertirà en un forat negre.

PER QUÈ NO POT ESCAPAR LA LLUM D'UN FORAT NEGRE?

Res pot superar la velocitat de la llum, per escapar cal superar la velocitat d'escapament d'un forat negre, que és superior a la velocitat de la llum.

Si en aquesta fórmula canviem v per la velocitat de la llum i aïllem R, obtenim el radi de Scwarzschild, que ens dóna el radi de l'horitzó de successos. Com més gran massa tingui una estrella i menor radi, tindrà moltes possibilitats de convertir-se en un forat negre.

PARTS D'UN FORAT NEGRE

TIPUS DE FORATS NEGRES

Forats negres supermassius: amb masses de diversos milions de masses solars. Es trobarien en el cor de moltes galàxies. Es formen en el mateix procés que dóna origen als components esfèrics de les galàxies.

Forats negres de massa estel·lar: Es formen quan un estel de massa 2,5 vegades més gran que la del Sol es converteix en supernova i implosiona. El seu nucli es concentra en un volum molt petit que cada vegada es va reduint més. Aquest és el tipus de forats negres postulats per primera vegada dins de la teoria de la relativitat general.

Micro forats negres: Són objectes hipotètics, una mica més petits que els estel·lars. Si són prou petits, poden arribar a evaporar-se en un període relativament curt mitjançant emissió de radiació d'Hawking.

COM ELS DETECTEM

Es detecten per l'alta emissió de radiació que realitzen i per les altes velocitats de les estrelles que els envolten.

A la nostra Galàxia hi ha un forat negre supermassiu, l'anomenat Sagitari A:

Comparació de la massa de diversos forats negres:

Realment són uns objectes fascinants!

Article original publicat en Universo Blog.