Vòrtex gravitacional

Vòrtex gravitacional d’un forat negre.

L’observatori orbital de raigs X de l’Agència Espacial Europea, XMM-Newton, ha demostrat l’existència d’un vòrtex gravitacional al voltant d’un forat negre.

El descobriment, amb l’ajuda del espectroscòpic nuclear Array (NuSTAR), resol un misteri que ha eludit als astrònoms durant més de 30 anys, i els permetrà conèixer el comportament de la matèria molt a prop dels forats negres.
També podria obrir la porta a futures investigacions de la relativitat general d’Albert Einstein.

La matèria que cau en un forat negre s’escalfa a mesura que se submergeix cap al centre i pot arribar a milions de graus, aquesta temperatura brilla amb raigs X en l’espai.
A la dècada de 1980, els astrònoms pioners utilitzant principis dels telescopis de raigs X van descobrir que els raigs X procedents de forats negres de massa estel·lar en la nostra galàxia fan pampallugues.
Els canvis segueixen un patró establert. Quan comença amb pampallugues després de les atenuacions cada 10 segons. Amb els dies, setmanes i mesos el període s’escurça fins que l’oscil·lació es produeix 10 vegades per segon. Llavors, la pampallugue s’atura sobtada i completament.

El fenomen es va denominar la “Quasi periòdica oscil·lació” (OCP). Durant la dècada de 1990, els astrònoms havien començat a associar-les amb un efecte gravitacional predit per la relativitat general d’Einstein: que un objecte que gira crearà una mena de vòrtex gravitacional.

El 2004, la NASA va llançar la sonda Gravity Probe B per mesurar aquest anomenat efecte Lense-Thirring  al voltant de la Terra. Després d’una anàlisi minuciosa, els científics van confirmar que la nau espacial es tornaria a través d’un cicle de precessió completa una vegada cada 33 milions d’anys.

Al voltant d’un forat negre, però, l’efecte seria molt més notable a causa del fort camp gravitatori. El cicle de precessió prendria només una qüestió de segons o menys per completar-se. Els astrònoms van començar a sospitar un enllaç entre la teoria i els efectes.

L’estudi es basa amb una observació de llarga durada amb el XMM-Newton, que els va permetre veure el QPO repetidament. Van triar forat negre H 1743-322, que parpallege cada quatre segons. Es van analitzar 260.000 segons amb XMM-Newton i també van observar 70.000 segons amb l’observatori de raigs X nustar de la NASA.