Forat negre en el nucli del Camí Francès

1994/02/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

En el tema triat per a aquest article, quant al possible forat negre en el centre del Camí Francès, alguns s'han atrevit a limitar el termini. La resolució de l'utillatge que tindrem en uns quatre anys serà suficient per a decidir el debat.

Com és sabut, el forat negre és una massa col·lapsada que produeix un camp gravitatori que no permet que la pròpia llum s'expulsi dels seus límits. Com que d'ell no surt radiació ni res, l'afirmació de l'existència ha de fer-se mitjançant l'estudi dels efectes que poden influir en l'entorn. Segons la teoria, la matèria que pogués existir al voltant del forat negre cauria cap a ell, però no uniformement en totes les direccions.

Com és sabut, el forat negre és una massa col·lapsada que produeix un camp gravitatori que no permet que la pròpia llum s'expulsi dels seus límits.

En acostar-se al límit del forat negre, la matèria forma un disc, un remolí que recorre el camí de l'abisme a una velocitat vertiginosa. Pel fet que a l'interior d'aquest disc la matèria es mou tan ràpid i els frecs i xocs són tan violents que els àtoms tampoc poden mantenir la seva estructura. La matèria es troba, doncs, en estat de plasma, com un brou de fraccions bàsiques.

La temperatura pot arribar a centenars de milions de graus. L'enorme energia alliberada per aquests processos s'expandeix en els raigs de tots els camps de l'espectre, però sobretot en els raigs X i gamma, ja que són els que més energia porten. L'atmosfera de la Terra actua com a filtre enfront d'aquests raigs, per la qual cosa no és possible recollir-los amb instruments situats en la superfície terrestre. D'aquí la importància dels satèl·lits. Per a poder “veure” els diferents tipus de raigs, s'han utilitzat satèl·lits per a posar a treballar sobre l'atmosfera els telescopis adequats. A tall d'exemple, cal esmentar que l'àrea d'infrarojos s'ha estudiat a través del satèl·lit IRES, el d'ultraviolat amb IVE, el de raigs X amb EXOSAT, ROSAT, Ginga i GRANAT i el de raigs gamma amb GRO.

Les emissions de radioondas i microones es poden detectar des de la Terra. En l'estudi de les fonts de ràdio es va descobrir el violent Sagittarius A*, que es troba en el centre o molt prop de la nostra galàxia. Per la seva ubicació, s'ha prestat especial atenció a aquesta font i s'han analitzat acuradament els resultats dels satèl·lits de raigs X i gamma en aquesta zona.

En l'estiu de 1990 un grup d'astrònoms de la Universitat d'Harvard va descobrir, mitjançant observacions realitzades des de la superfície terrestre, que la font de Sagittarius A* s'assembla al remolí descrit anteriorment. El descobriment es va realitzar utilitzant el sistema de 27 antenes (VLA, Very Long Array), situat en Socors (Nou Mèxic). L'emissió infraroja d'intensitat creixent mesura exteriorment cap a l'interior es considera generada per fricció creixent, la qual cosa denuncia l'estructura espiral.

D'altra banda, utilitzant l'estructura dels radiotelescopis (estructura VLBA, Very Long Baseline Array) que es troben a milers de quilòmetres de distància de la superfície terrestre, les dimensions del disc que s'està descrivint van ser també aproximades. El radi de la font de radiació podria ser similar al de l'òrbita de Júpiter.

No obstant això, a pesar que el model que hem donat és coherent, les emissions simples de ràdio i infrarojos no poden ser considerades com a proves de l'existència del forat negre. Per això, tal com s'ha indicat anteriorment, es van recollir amb gran entusiasme els senyals de raigs X i de raigs gamma, però les radiacions registrades en aquestes àrees no han complert les expectatives. Va costar molt detectar la radiació d'alta energia en la direcció de Sagittarius A*. Finalment, en 1991 el satèl·lit GRANAT va rebre una feble emissió de raigs X, mentre que al gener de l'any passat el GRO va recollir els raigs gamma (també feble) d'una regió de 50 anys llum de diàmetre al voltant del centre de la galàxia.

Per als qui diuen que hi ha un forat negre en el centre del Camí Francès, que els raigs violents siguin escassos no és un problema insuperable. Pot ser que al forat negre caigui poc gas i estigui alentit. M. J. La idea central de l'argument que presenta Rei és que es creu que la majoria de galàxies posseeixen regions actives en les primeres fases de la seva evolució.

J. Segons Trümper, ROSAT ha detectat prop de 25 mil galàxies amb zona activa. Els teòrics consideren l'energia creativa d'aquests espais com a forats negres de gran massa. Si aquest aiero és directe en les antigues galàxies, han d'estar escampats en l'univers per aquesta mena de forats negres. Si les coses han succeït així, en el Camí Francès també pot haver-hi un forat negre com els esmentats.

El forat negre que podria haver-hi en el nucli del Camí Francès no seria més que un altre que pogués existir en moltes altres galàxies.

F. Melia ha desenvolupat un model adequat i sòlid basat en la hipòtesi anterior. Descriu les emissions d'ones de ràdio, ones infraroges i raigs X en un forat negre, enrotllant, tenint en compte que és produït per un disc de matèria calenta que se submergeix. Es calcula que la massa del forat negre seria 900.000 vegades major que la del Sol i el seu diàmetre seria d'uns 100 milions de quilòmetres, és a dir, aproximadament la de l'òrbita de Mercuri. No obstant això, encara no es pot dir que tot sigui clar. Entre altres coses, Sagittarius A* no és l'única font de raigs X i gamma que s'ha trobat al voltant del centre dinàmic de la galàxia, i caldrà trobar una explicació adequada per als altres.

Com s'ha esmentat anteriorment, el forat negre que podria haver-hi en el nucli del Camí Francès no seria més que un altre que pogués existir en moltes altres galàxies. Per tant, no seria sorprenent, encara que fos difícil, trobar aquests astres foscos en altres galàxies. De fet, s'han trobat estructures similars a les que acabem d'analitzar com: Galàxia M-87 a 45 milions d'anys-llum de la Terra; galàxia NGC 3115

L'Hubble Space Telescope també ha trobat alguns possibles forats negres: Per exemple en les galàxies M-51 i M-32. El primer es troba a 20 milions d'anys-llum de la Terra, amb un diàmetre de 100 anys llum i un buit negre en el seu nucli que podria contenir un milió de masses de Sol. El gas circumdant al forat negre es mou en espiral a 800 km/s. La segona es troba a 2.300.000 anys-llum de la Terra i en ella la massa de forat negre seria tres vegades major que la descrita per al Camí Francès.

Si es compleixen les previsions, no haurem d'esperar molt per a saber si hi ha forats negres en tots els casos esmentats.