Construïm la Catalunya independent

 El nostre Sol amb els planetes que giren al seu voltant no és més que un dels cent mil milions d’estels de la nostra galàxia, la Via Làctia. El Sol està immers dins el disc de la Via Làctia, i som a una distància de 25000 anys-llum del centre. El centre de la galàxia, on hi ha una gran concentració d’estrelles, sempre ha sigut molt difícil d’observar perquè en aquesta direcció s’hi acumula una gran quantitat de pols interestel·lar que ens oculta la visió. Malgrat tot, amb els instruments d’observació moderns podem observar llum infraroja que és capaç de travessar més fàcilment la pols. En l’infraroig, la nostra visió pot penetrar fins al centre de la galàxia i mostrar-nos directament el que hi ha.

  Gràcies també a noves tècniques d’observació a molt alta resolució angular (que permeten corregir els efectes esborronadors de l’atmosfera terrestre), durant les últimes dècades hem pogut establir que al centre de la galàxia hi ha un forat negre d’una enorme massa: la massa és tan gran com 4 milions de vegades la del Sol. Aquesta massa del forat negre central de la Via Làctia l’hem poguda mesurar mitjançant les observacions de les estrelles més brillants que estan més aprop del centre, que es representen en la imatge d’aquest apunt. En podeu veure un breu film mostrant els moviments observats de les estrelles en aquest enllaç. La imatge mostra una zona al voltant del forat negre d’aproximadament un mes-llum de grandària, i és d’un trosset de cel tan petit com el que ocuparia un segell vist des d’una distància de 5 kilòmetres. Les estrelles d’aquesta imatge segueixen òrbites que podem seguir en el temps i mesurar directament: l’estrella més propera al forat negre descoberta fins ara té un període de 17 anys, i actualment ja n’hem pogut seguir una òrbita completa. A partir del període i la mida de l’òrbita deduïm la massa central que l’atrau gravitatòriament, i obtenim els 4 milions de masses solars.

 Podeu veure alguns vídeos més detallats sobre els moviments d’aquests estels al portal del European Southern Observatory i també aquest film informatiu més complet.

 Sabem que la majoria de galàxies d’una mida com la nostra o més grans de l’univers contenen també un forat negre de gran massa al centre, i que aquests forats negres són els que produeixen els quàsars en galàxies llunyanes que tenen el nucli actiu. Un forat negre és una quantitat de massa que ha col·lapsat en un espai molt petit, tan petit que quan alguna cosa hi cau per efecte de la gravetat, arriba a accelerar-se fins la velocitat de la llum. Tot el que ha caigut allà dintre ja no en pot tornar a sortir ni en podem saber mai més res, precisament perquè la teoria de la relativitat ens diu que res no pot sobrepassar la velocitat de la llum, i ni tan sols la llum és capaç d’escapar de la gravetat del forat negre. Normalment, quan no li cau gran cosa al damunt, un forat negre està inactiu i és, de veritat, negre (com el que passa actualment amb el forat negre de la nostra galàxia), però si se li comença a acostar gaire matèria, aleshores aquesta matèria que s’accelera fins a grans velocitats comença a xocar i a escalfar-se d’una forma tan bestial que emet enormes quantitats de llum i de raigs X abans de desaparèixer per sempre a la gola del forat negre, creant d’aquesta forma l’objecte més lluminós de tot l’univers, un quàsar.

  El nostre Sistema Solar, orbitant a 25000 anys-llum del centre de la galàxia, no es veu gens afectat pel forat negre. El Sol triga 250 milions d’anys a donar la volta en la seva òrbita al voltant del centre, i la massa que el manté en aquesta òrbita és majoritàriament la massa de totes les altres estrelles de la Via Làctia, uns cent mil milions de masses solars, molt més gran que no pas la del forat negre que hi ha al centre. Però, què passaria si el Sol s’hagués format a menys d’un any-llum del centre i estigués orbitant el forat negre? Les conseqüències les podem entendre parlant d’un altre objecte que s’ha descobert en aquesta regió.

  Durant aquests darrers anys, les observacions del centre de la nostra galàxia han descobert també un núvol de gas movent-se en una òrbita semblant a la d’aquests estels, i que s’ha detectat a partir de la llum emesa en una línia d’emissió infraroja de l’hidrogen (anomenada, pels que sabeu una mica de física atòmica, línia Brackett gamma). En la publicació especialitzada dels autors que han fet aquest descobriment (Stefan Gillessen i altres) ens demostren com aquest núvol de gas passarà pel seu punt més proper al forat negre (el pericentre) cap a l’estiu de l’any 2013, a poc més d’un dia-llum de distància. El fenomen pot acabar essent bastant espectacular: a mesura que el núvol de gas s’acosti al forat negre, les forces de marea ocasionades per la intensa gravetat haurien d’anar esfilagarsant el núvol de gas en una estructura allargada i deixant el gas en diferents rius de matèria que poden acabar col·lisionant entre sí i caient vers el forat negre, provocant unes flamarades que serien de gran interès per l’observació astronòmica.

  Però la presència d’un núvol de gas tan propera al forat negre resulta paradoxal, perquè el núvol ja hauria d’haver sigut ionitzat, expandit i esbocinat per la intensa radiació ionitzant de les estrelles, el xoc amb la matèria ambiental a una velocitat de més de 1000 kilòmetres per segon fins la qual ja s’ha accelerat el núvol, i les forces de marea del forat negre, abans d’arribar fins al punt on el veiem ara. Per tal de trobar-hi una explicació, els astrofísics Ruth Murray-Clay i Abraham Loeb, de la Universitat de Harvard, han proposat una altra hipòtesi que sembla molt més plausible (els més entesos podeu llegir la seva publicació professional però aquí us en faig un resum del que diuen en llenguatge més planer):

  El núvol que estem veient emetent la llum en la línia d’emissió de l’hidrogen no és altra cosa, en realitat, que les restes esfilagarsades d’un disc gasós protoplanetari que envoltava un estel potser bastant semblant al nostre Sol, que es va formar fa pocs milions d’anys en el centre galàctic juntament amb els estels molt més massius i lluminosos que observem en aquesta regió. Un estel com el Sol és, en comparació, tan poc lluminós que no el podem veure ni de bon tros en les imatges que obtenim del centre galàctic. Però aquest estel, per un acte de mala sort, va tenir un encontre proper amb algun dels estels massius que el va desviar de la seva òrbita cap a una altra amb un pericentre (punt més proper al centre) molt més petit. Des d’aquell moment, aquest estel ha estat acostant-se cap al forat negre, i el gas del seu disc ha estat ionitzant-se i escalfant-se, expandint-se i allunyant-se de l’estel, i adoptant una estructura allargada en ser sotmesa a les forces de marea gravitatòria del forat negre. El que veiem no és, doncs, un núvol aïllat d’incert origen, sino el resultat de la destrucció d’un disc de gas al voltant de l’estrella, un disc bastant semblant al que hi havia al voltant del Sol quan era un estel jove i es van formar els planetes del Sistema Solar, que ara està essent esfilagarsat i esmicolat, i que durant els propers anys podem preveure que constituirà una delícia pels astrònoms de la Terra en oferir-nos un espectacle de col·lisions i flamarades prop del forat negre mitjançant el qual podrem potser comprovar algunes propietats físiques del forat negre i la matèria circumdant que hi ha al centre de la nostra galàxia.

  Espero, doncs, que d’aquí a un temps podré tornar a escriure alguna cosa sobre el que va passant amb aquest pobre núvol de gas a punt de caure a la gola del monstre…