Noves de raigs X

1994/03/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

No obstant això, qualsevol estrella doble no és adequada per a iniciar aquesta cerca i les dobles que creguin noves de raigs X són les que poden donar les proves més compactes de l'existència de forats negres. Però vegem abans d'avançar què són les noves.

Formació del disc d'atracció en doble sistema.

Les noves i supernoves formen un grup d'estrelles variables de cataclisme o explosió. Com el seu nom indica, es deuen a fenòmens violents com a explosions i, quant als processos que emeten tanta energia, són molt escassos: només el 2% de les estrelles variables. A pesar que les noves són molt més febles que les supernoves, també tenim estrelles que brillen de sobte, o millor dit, sistemes formats per dues estrelles. Les noves no són estrelles nounades, encara que el seu nom el suggereixi. En la majoria dels casos, els sistemes esmentats abans d'aparèixer com a noves són invisibles des de la Terra i la seva lluentor s'incrementa bruscament i de manera imprevisible en un milió. Per això es diu. En pocs dies, doncs, alliberen l'energia que emet el Sol durant deu mil cent mil anys.

Per la citada escassetat del fenomen que analitzarem, és de suposar que no tots els sistemes dobles es converteixen en noves o supernoves. Per contra, a pesar que prop de la meitat de les estrelles de la nostra galàxia estan formant sistemes dobles, s'estima que al llarg de l'any només es generen unes 25 noves. A més, en evitar la pols interestel·lar, no es poden veure tots. Actualment es coneixen unes 150 noves creades en el Camí Francès i d'altres galàxies. El primer dels documents citats és el CK Vulpecula, que va aparèixer en 1670.

Els que poden crear noves són sistemes dobles especials. Les estrelles han d'estar molt a prop entre si, per la qual cosa han de formar petites òrbites al voltant d'elles. Per exemple, una doble estrella explosiva exemplar podria tenir una òrbita de quatre hores de període. Per a poder complir aquestes particularitats, les estrelles també han de ser petites.

En la majoria dels casos, el sistema doble complet no tindria ni diàmetre solar. Encara podem dir més coses. Estudis espectrals demostren que aquestes dobles estrelles estan formades per una estrella nana blanca i un nan vermell (o a vegades un gegant vermell). A causa de l'època evolutiva en la qual es troben, les nanes blanques són estrelles molt compactes i d'alta densitat. La seva densitat és de 10 milions, és a dir, la massa del Sol en el volum de la Terra. Els vermells estan perdent matèria.

La proximitat de les dues estrelles abans esmentades fa que el nan blanc adquireixi la matèria que perd l'altre, i aquest crea un disc envoltant a l'estrella abans que caigui en ella. En aquest disc d'atracció, a causa de l'acció de la gravetat, la matèria es mou cada vegada més ràpid, ja que la fricció escalfa la matèria fins a temperatures molt altes.

L'evolució posterior pot anar per dues vies: la novel·la més comuna o la novel·la més nana. En el cas de les noves convencionals, l'explosió es produeix en la superfície del nan blanc, quan l'hidrogen calent que ha caigut fins ella girant en el disc comença a fusionar-se. L'enorme energia alliberada per les reaccions termonuclears provoca fortes explosions i expulsa abundant matèria en l'espai, dispersant-se. Les noves nanes, per part seva, produeixen energia de centelleig en el disc d'atracció que s'ha format al seu voltant.

Es considera que el flux de matèria de l'estrella vermella és uniforme. La matèria s'acumula en el disc d'atracció i en superar un nivell crític cau a un ritme major que l'habitual. La viscositat aconsegueix un nivell molt alt i l'escalfament provocat per la fricció és tan gran que el disc brilla molt més que les estrelles fins que en el disc la densitat arriba al nivell inicial. L'energia de les noves nanes prové, doncs, del gravitatori. Per això són 1.000 vegades més febles que les noves convencionals.

La principal emissió de novel·les de raigs X és, lògicament, la de raigs X. Aquest nivell d'energia requereix un escalfament extrem i una zona gravitatòria adequada. Per això, es considera que en molts casos el responsable de l'atracció ha de ser més compacte que l'estrella nano blanca, i en alguns casos s'han realitzat mesuraments que confirmen aquesta hipòtesi.

Les novel·les de raigs X perden la seva lluentor especial en pocs mesos. Llavors es pot detectar sense dificultat a l'amic visionari de l'estrella col·lapsada, que permet analitzar el seu moviment. Per tant, es pot calcular la massa del motor d'aquest moviment. En els últims anys s'han obtingut dades interessants sobre aquest problema.

Un dels casos més interessants és el J del IAC (Institut Astrofísic de Canàries). Pertany a l'estrella V404 Cygni de raigs X que han estudiat Casessis i els seus col·laboradors. Aquesta doble estrella de la constel·lació de Cygnus està situada a 7.000 anys-llum i va sofrir el seu procés de novació en 1989. Segons el grup de treball esmentat, la massa d'estrella col·lapsada invisible ha de ser almenys 6,26 vegades major que la del Sol. Segons la teoria general de relativitat d'Einstein, l'objecte amb una massa tan gran després del col·lapse ha de ser un forat negre. Per tant, les noves de raigs X són, per a la majoria dels científics, les vies més prolífiques per a investigar els forats negres.