Un estudi suggereix l’existència dels forats negres més propers a la Terra en el cúmul estel·lar de les Híades
Un article publicat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggereix l’existència de diversos forats negres en el cúmul de les Híades —el cúmul obert més proper al nostre sistema solar—, fet que els convertiria en els forats negres més propers a la Terra mai detectats. La recerca és el resultat de la col·laboració entre un grup de científics liderats per Stefano Torniamenti, de la Universitat de Pàdua (Itàlia), amb la participació destacada de Mark Gieles, professor ICREA de la Facultat de Física, l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) i l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), i de Friedrich Anders (ICCUB-IEEC).
Un article publicat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggereix l’existència de diversos forats negres en el cúmul de les Híades —el cúmul obert més proper al nostre sistema solar—, fet que els convertiria en els forats negres més propers a la Terra mai detectats. La recerca és el resultat de la col·laboració entre un grup de científics liderats per Stefano Torniamenti, de la Universitat de Pàdua (Itàlia), amb la participació destacada de Mark Gieles, professor ICREA de la Facultat de Física, l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) i l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), i de Friedrich Anders (ICCUB-IEEC).
Concretament, la descoberta va tenir lloc durant una estada de recerca de l’expert Stefano Torniamenti a l’ICCUB, una de les unitats de recerca que integren l’IEEC.
Forats negres al cúmul estel·lar de les Híades?
Des del seu descobriment, els forats negres han estat un dels fenòmens més misteriosos i fascinants de l’Univers, i s’han convertit en objecte d’estudi d’investigadors de tot el món. Això és particularment cert en el cas dels forats negres petits, que han estat els més observats durant la detecció d’ones gravitacionals. Des de la detecció de les primeres ones gravitacionals el 2015, els detectors han observat molts esdeveniments que corresponen a fusions de parells de forats negres de massa baixa.
Per a l’estudi publicat, l’equip d’astrofísics va utilitzar simulacions que seguien el moviment i l’evolució de totes les estrelles de les Híades —ubicades a una distància respecte al Sol de prop de 45 parsecs o 150 anys llum—, per tal de reproduir-ne l’estat actual.
Els cúmuls oberts són grups feblement units de centenars d’estrelles que comparteixen algunes propietats, com ara l’edat i les característiques químiques. Els resultats de la simulació es van comparar amb les posicions i les velocitats reals de les estrelles de les Híades, que ara es coneixen amb precisió gràcies a les observacions fetes pel satèl·lit Gaia, de l’Agència Espacial Europea (ESA).
«Les nostres simulacions només poden coincidir simultàniament amb la massa i la mida de les Híades si alguns forats negres són presents al centre del cúmul a dia d’avui (o fins fa poc)», explica Stefano Torniamenti, investigador postdoctoral a la Universitat de Pàdua i primer autor de l’article.
Actualment, les propietats observades de les Híades es reprodueixen millor mitjançant simulacions amb dos o tres forats negres, si bé les simulacions en què tots els forats negres han estat expulsats recentment (fa menys de 150 milions d’anys, aproximadament l’últim quart de l’edat del cúmul) encara poden donar una bona coincidència, perquè l’evolució del cúmul no podria esborrar les empremtes de la seva població anterior de forats negres.
Els nous resultats indiquen que els forats negres nascuts a les Híades encara estan dins del cúmul, o molt a prop seu. Això els converteix en els forats negres més propers al Sol, molt més pròxims que el candidat anterior (en concret, el forat negre Gaia BH1, que es troba a 480 parsecs del Sol).
En els últims anys, la irrupció del telescopi espacial Gaia ha permès per primer cop estudiar en detall la posició i la velocitat de les estrelles de cúmuls oberts i identificar cada estrella amb confiança.
«Aquesta observació ens ajuda a entendre com la presència de forats negres afecta l’evolució dels cúmuls estel·lars i com, al seu torn, els cúmuls estel·lars contribueixen a les fonts d’ones gravitacionals», comenta Mark Gieles, membre del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la UB i amfitrió del primer autor a Barcelona. «Aquests resultats també ens donen una visió de com aquests misteriosos objectes es distribueixen al llarg de la galàxia».
El nou treball és el resultat de l’estreta col·laboració de la Universitat de Pàdua, l’ICCUB-IEEC, la Universitat de Cambridge (Regne Unit), l’Observatori Europeu Austral (ESO) i la Universitat Nacional Sun Yat-sen (Xina).
Article de referència:
Torniamenti, S.; Gieles, M.; Penoyre, Z.; Jerabkova, T.; Wang, L.; Anders, F. «Stellar-mass black holes in the Hyades star cluster?». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, juny de 2023. DOI: 10.1093/mnras/stad1925