La Universitat de València identifica el senyal d'una bambolla de gas calent prop d'un forat negre
La troballa, en el qual participa un equip internacional, ajudarà a comprendre millor com es comporta la matèria a les regions enigmàtiques tan pròximes a l'horitzó de successos
Un equip internacional, amb participació de la Universitat de València, ha identificat el senyal d’una bombolla de gas calent orbitant els voltants de Sagitari A* (el forat negre supermassiu del centre de la nostra galàxia). L’observació es va realitzar amb el telescopi ALMA (Atacama large mm/submm Array). La bombolla va orbitar a només uns pocs minuts-llum del forat negre, la qual cosa pot ajudar a comprendre millor com es comporta la matèria en aquestes enigmàtiques regions tan pròximes a l’horitzó de successos.
“Vam tindre la sort que ALMA començara a observar Sagitari A* just després que es produïra un esclat de raigs X, causat pel calfament d’una bombolla de gas molt prop del forat negre”, ha explicat Iván Martí Vidal, del Departament d’Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València. “Després de calibrar les dades amb uns nous algorismes desenvolupats en la Universitat, ens vam adonar que havíem detectat un enigmàtic senyal relacionat amb aquell esclat de raigs X. Va ser una experiència extraordinària!”, ha assenyalat l’investigador.
“Creiem que estem veient una bombolla de gas molt calent orbitant a Sagitari A* a una distància similar a la que separa a Mercuri del Sol, però amb un període de sols uns 70 minuts. Això implica que la velocitat d’aquesta bombolla degué aconseguir valors brutals, de l’ordre del 30% de la velocitat de la llum”, ha indicat Maciek Wielgus, de l’Institut Max-Planck de Radioastronomia (MPIfR) de Bonn (Alemanya), i primer autor de l’article que es publica hui en la revista ‘Astronomy & Astrophysics’.
El telescopi ALMA, situat als Andes xilens i amb participació de l’Observatori Europeu Austral (ESO), formà part de la campanya d’observació del Telescopi d’Horitzó de Successos (EHT) de 2017. Combinant ALMA amb la resta de l’EHT, la col·laboració va obtindre la primera imatge de Sagitari A*, que va ser publicada recentment. Per a sorpresa dels investigadors, les dades d’ALMA (per elles soles, sense haver de combinar-les amb l’EHT) també portaven en les seues entranyes interessants pistes sobre la naturalesa del forat negre.
Es creu que els esclats de raigs X (com el detectat pel satèl·lit Chandra de la NASA el mateix dia que va observar l’EHT) estan relacionats amb la creació de bombolles molt calentes de gas (anomenades ‘hot spots’), embegudes en el material que envolta al forat negre.
“El realment interessant és que aquest tipus d'esclats solament s’havien detectat en raigs X i en l'infraroig. Aquesta és la primera vegada que veiem un senyal clar que relaciona l’emissió en ràdio (és a dir, el què ALMA observa) amb ‘hot spots’ que orbiten el forat negre”, ha afirmat Wielgus, afiliat també al Nicolaus Copernicus Astronomical Centre (Polònia) i a la Black Hole Initiative d’Harvard (USA).
“És possible que aquests hot spots que també brillen en l’infraroig siguen els què, després de refredar-se, acaben emetent també a freqüències més baixes, a les quals ALMA és sensible”, ha afegit Jesse Vos, estudiant de doctorat en la Universitat de Radboud (Països Baixos) i coautor de l’article.
Feia temps que es creia que els brots de raigs X eren produïts per interaccions magnètiques de gas molt calent en òrbita al voltant de Sagitari A*. Els nous resultats corroboren aquesta idea. “Acabem de trobar fortes evidències que aquest brot va tindre un origen magnètic i, de fet, les nostres observacions ens aporten informació fins i tot de la geometria (la mètrica espai-temporal) en la qual ha ocorregut aquest procés”, ha explicat Monika Moscibrodzka, de la Universitat de Radboud i coautora de l’article.
ALMA permet estudiar l’emissió polaritzada de Sagitari A* amb una sensibilitat sense precedents, la qual cosa ha permés estudiar la naturalesa magnètica d’aquest brot de raigs X. L’equip d’investigació va usar aquestes observacions, combinades amb models teòrics de Relativitat General, per a desentranyar el procés de formació i evolució d’aquesta bombolla de gas i el seu entorn. En aquest enllaç es pot veure una animació obtinguda amb les dades reals d’ALMA: https://www.uv.es/radioast/Videos/Wielgus-2022_SgrA-Movie_SPA.m4v
Les observacions confirmen alguns dels descobriments previs realitzats per [GRAVITY], l’instrument d’ESO en el Very Large Telescope (VLT), que observa en l'infraroig. Segons les dades d’ALMA, combinats amb GRAVITY, aquests brots es relacionen amb conglomerats de gas que orbita al 30% de la velocitat de la llum, en direcció horària i amb una inclinació molt xicoteta respecte de la visual amb la Terra.
“En el futur, hauríem de poder combinar diferents instruments, com l’EHT, GRAVITY i ALMA, per a observar aquests fenòmens a diferents freqüències; aconseguir això marcaria un abans i un després en la nostra comprensió de la Física que hi ha darrere d’aquests enigmàtics brots d’energia en el Centre Galàctic”, conclou Iván Martí Vidal.
