Descobreixen un forat negre amb una massa 5 vegades la del Sol

Ho intuïen, però fins a ara no havien pogut confirmar-lo. Investigadors de l’Institut de Astrofísica de Canàries (IAC) han descobert l’existència d’un forat negre de més de 5,4 vegades la massa del Sol en el sistema binari de RAJOS X XTE J1859+226. Les observacions realitzades des del Gran Telescopi Canàries (GTC), que ha assolit obtenir els primers espectres que es publiquen d’aquest sistema binari, han estat determinants en la troballa.

Les binàries de RAJOS X són sistemes estel·lars compostos per un objecte compacte (que pot ser una estrella de neutrons o un forat negre) i una estrella ‘normal’. L’objecte compacte arrenca matèria de l’estrella i la incorpora lentament a la seva pròpia massa a través d’un disc que es forma entorn d’ell. A aquest procés se li coneix amb el nom de acreción. Tan sols es coneixen unes 20 binàries amb forat negre d’una població benvolguda d’unes 5.000 en la Via Làctia.

En concret, XTE J1859+226 és una binària de RAJOS X transitòria que es troba en la constel·lació de Vulpecula. Va Ser descoberta pel satèl·lit RXTE durant una erupció registrada en 1999.

“Les binàries transitòries de RAJOS X es caracteritzen per estar la major part de la seva vida en un estat de quietud, entrant ocasionalment en erupció, un moment en el qual el ritme de acreción de matèria sobre el forat negre es dispara”, explica el astrofísico del IAC Jesús Corral-Santana, que lidera el treball que publica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Tant les estrelles de neutrons com els forats negres són les restes que deixa una estrella massiva al morir. La major part de les estrelles de neutrons conegudes tenen masses entorn de 1,4 vegades la massa del Sol, encara que en uns pocs casos s’han amidat valors superiors de fins a dues vegades la massa del Sol. Els astrònoms creuen que a partir d’unes tres masses solars les estrelles de neutrons no són estables i col·lapsen formant un forat negre.

Per a Corral-Santana, “amidar la massa dels objectes compactes és determinant per a saber de quin tipus d’objecte es tracta. Si té més de tres vegades la massa del Sol, només pot ser un forat negre. Nosaltres trobem que XTE J1859+226 té un forat negre de més de 5,4 vegades la massa solar. És la confirmació definitiva de l’existència d’un forat negre en aquest objecte”.

“Amb aquest resultat afegim una peça més a l’estudi de la distribució de masses de forats negres. La forma d’aquesta distribució té implicacions molt importants en el nostre coneixement sobre la mort d’estrelles massives, la formació de forats negres i l’evolució dels sistemes binaris de RAJOS X”, afegix el astrofísico del IAC.

L’equip de astrofísics del IAC no havia perdut de vista l’objecte des que va entrar en erupció en 1999, quan van començar a realitzar campanyes d’observació per a seguir la seva evolució. Els investigadors han combinat els mesuraments fotométricas del Isaac Newton Telescope (INT), el William Herschel Telescope (WHT) de l’any 2000 i les del Nordic Optical Telescope (NOT) de 2008, amb els espectres realitzats amb el GTC en 2010, els primers publicats d’aquest objecte.

“A causa de la baixa lluentor del sistema observat, necessitàvem telescopis de 10 metres per a poder obtenir espectres. En aquest sentit, haver pogut observar des del GTC ha resultat determinant”, subratlla Corral-Santana.

Els mesuraments en el GTC es van realitzar amb l’instrument OSIRIS, que pot utilitzar-se com càmera o espectrògraf en el rang visible. L’espectrògraf descompon la llum que emet una estrella en les seves diferents freqüències i permet detectar línies corresponents als diferents elements químics presents en la seva atmosfera. Aquestes línies aporten informació sobre les propietats físiques de l’estrella i el seu moviment.

Les mesures fotométricas van permetre determinar el període orbital de la binària (6.6 hores) mentre que els espectres van proporcionar, a més, informació sobre la velocitat de l’estrella al voltant del forat negre. La combinació d’aquests dos paràmetres va resultar imprescindible per a calcular la massa del forat negre.

El Gran Telescopi Canàries (GTC), situat en l’Observatori del Roque de los Muchachos (La Palma), constitueix el major telescopi òptic-infraroig del món, amb un mirall de 10,4 metres de diàmetre. (Font: IAC)

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s