Presa la primera imatge dels camps magnètics que limiten un forat negre

Gairebé dos anys després de mostrar al món la primera imatge d’un forat negre, la col·laboració científica que va fer possible aquesta històrica gesta ha captat un nou detall de l’objecte còsmic: els camps magnètics que envolten els límits del forat negre. 

El forat negre, que té una massa de 6.500 milions de vegades la del Sol, està al centre de la galàxia massiva Messier 87 (M87), a la constel·lació de Verge, a 55 milions d’anys llum.

Per captar la primera imatge d’aquest llunyà forat negre es va utilitzar el Telescopi Horitzó d’Esdeveniments (EHT, en les seves sigles en anglès), una xarxa de vuit observatoris situats en diferents punts del globus –el que equival a tenir un telescopi virtual tan gran com la Terra, capaç de mesurar la longitud d’una targeta de crèdit a la superfície de la Lluna–. 

Ara, aquesta mateixa col·laboració que involucra més de 300 científics del món ha observat per primera vegada com es veu amb llum polaritzada l’enorme objecte que hi ha al centre de l’M87, unes imatges clau per explicar com la galàxia pot llançar rajos energètics des del nucli.

«El que veiem és una evidència crucial per entendre com es comporten els camps magnètics al voltant dels forats negres, i com l’activitat en aquesta regió tan compacta de l’espai pot impulsar poderosos rajos que s’estenen molt més enllà de la galàxia», explica Monika Moscibrodzka, coordinadora del grup de treball de polarimetria de l’EHT i professora assistent a la Universitat de Radboud (Països Baixos).

Els forats negres, imaginats a inicis del segle XX pel físic Albert Einstein i teoritzats per Stephen Hawking els anys setanta a partir de la radiació que emeten, són una massiva concentració de matèria comprimida en una àrea petita que genera un camp gravitatori que engoleix tot el que l’envolta, inclosa la llum.

Aquests objectes còsmics estan delimitats pel que es coneix com «horitzó d’esdeveniments», que és el punt de no retorn a partir del qual res s’escapa de la seva atracció i als voltants del qual giren aglomeracions de gas aproximadament en una òrbita circular. 

La ja famosa imatge que van fer els científics l’abril del 2019 mostrava una estructura brillant similar a una anella amb una regió central fosca: l’ombra del forat que, des d’aleshores, els científics de l’EHT no han deixat d’investigar, fins a descobrir que una fracció significativa de la llum que envolta el forat negre M87 està polaritzada.

Aquest treball «és una fita important», assegura Iván Martí-Vidal, coordinador del grup de treball de polarimetria de l’EHT i investigador de la Universitat de València, perquè «la polarització de la llum transporta informació que ens permet comprendre millor la física darrere de la imatge que vam veure l’abril del 2019, una cosa que abans no era possible». 

La llum es polaritza quan passa per certs filtres, com les lents de les ulleres de sol polaritzades, o quan s’emet en regions calentes de l’espai on hi ha camps magnètics.

Així, igual que les ulleres polaritzades redueixen els reflexos i l’enlluernament que provoquen les superfícies brillants, els astrònoms poden obtenir una visió més precisa de la regió que hi ha al voltant del forat negre estudiant com es polaritza la llum que s’hi origina. 

Per això, apunta Andrew Chael, membre de la col·laboració EHT i investigador del Centre per a Ciències Teòriques de la Universitat de Princeton (EUA), «les imatges polaritzades acabades de publicar són clau per entendre com el camp magnètic permet que el forat negre ‘mengi’ matèria i llanci potents rajos».

La majoria de la matèria que hi ha a prop de la vora d’un forat negre acaba precipitant-s’hi, però algunes de les partícules circumdants s’escapen moments abans de la captura i són llançades a l’espai a grans distàncies en forma de rajos, que en el cas de l’M87 s’estenen fins a 5.000 anys llum des del seu centre i que fins ara els astrònoms no sabien explicar.

Notícies relacionades

Consol Franch: "Una persona amb un trastorn mental necessita sentir-se útil"

Neix ‘Idò!’, el nou projecte editorial per donar suport al català a les illes

Gràcies a la nova imatge del forat negre i la seva ombra en llum polaritzada, han pogut estudiar per primera vegada la regió que hi ha just fora del forat negre.

«Les observacions suggereixen que els camps magnètics de la vora del forat negre són prou forts com per estirar el gas calent, fent que resisteixi l’atracció gravitatòria. Només el gas que llisca a través del camp pot entrar en espiral cap a l’horitzó d’esdeveniments», conclou Jason Dexter, de la Universitat de Colorado Boulder (EUA) i coordinador del Grup de Treball de Teoria de l’EHT.