Un equip d’investigadors ha aconseguit, gràcies a un nou observatori espacial, descobrir per què els forats negres creen una radiació amb una energia tan enorme. En un article publicat a la revista ‘Nature’, expliquen com els nuclis galàctics actius, els forats negres supermassius del centre de les galàxies i que són els objectes més brillants de l’univers, expulsen material a gairebé la velocitat de la llum.
Una quantitat enorme de llum
Tot i que el funcionament d’aquests objectes es coneix aproximadament, l’enorme quantitat de llum que desprèn el material quan es mou era un dels misteris que no s’havia resolt. El telescopi espacial IXPE, de la NASA, ha aconseguit donar la resposta observant un blazar –un forat negre– el raig del qual apunta a la Terra, permetent als investigadors concloure que la llum és produïda pel xoc dels raigs X del forat negre contra material que es mou més a poc a poc.
L’estudi de la polarització
L’IXPE, construït en col·laboració amb l’Agència Espacial Italiana, està especialitzat en l’observació de la polarització de fotons altament energètics, és a dir, en com es mouen de costat a costat en el camp elèctric de la llum. Aquesta informació pot ajudar els científics a veure com s’han creat els fotons, ja que si ha estat en un entorn turbulent tindran una polarització aleatòria però en canvi, si s’originen en un entorn més estructurat, tindran un rang limitat de polaritzacions.
Si la llum passa a través d’un material o d’un camp magnètic, per exemple, també pot canviar-ne la polarització, i això resulta molt útil per estudiar els blazars. Els fotons altament energètics que són originats per les les partícules carregades dels raigs que emeten. Quan canvien de direcció o desacceleren, alliberen energia en forma de fotons i, com que es mouen a una velocitat propera a la de la llum, tenen moltíssima energia per alliberar. Així, els blazars emeten radiació en tot l’espectre, de les ones de ràdio als raigs gamma.
Corroborant una teoria
La pregunta és què fa que aquestes partícules desaccelerin. Hi havia dues opcions: la primera és que l’entorn dels raigs sigui turbulent, amb grans acumulacions de material i camps magnètics que les fan frenar les partícules. En aquest cas, la polarització seria essencialment aleatòria. En canvi, si hi ha una ona de xoc implicada i el material xoca contra un material que es mou més a poc a poc, seria un procés relativament ordenat i originaria una polarització amb un rang limitat.
Segons les observacions de l’IXPE i diversos telescopis més, el blazar Markarian 501, el que han observat en aquest estudi, té una polarització en un rang de pocs graus en tot l’espectre, de les ones de ràdio als raigs gamma, i que a més és estable en el temps. Hi ha una mica de variació, cosa que apunta a una mica de desordre a l’indret del xoc, però sembla que la segona teoria és la que explicaria millor el per què de l’enorme brillantor dels forats negres.
No obstant això, la llum és produïda pels raigs emesos per aquests cossos, que s’originen molt més a prop d’ells i la formació dels quals encara no s’ha entès del tot. Així doncs, la investigació per comprendre el seu funcionament continuarà.
