Forat negre estel??lar
De Viquip??dia
Un forat negre estel??lar ??s un forat negre format pel col??lapse gravitatori d'una estrella massiva (20 o m??s masses solars encara que la quantitat de massa que cal per formar-lo no ha estat encara determinada i dep??n de molts par??metres) al final de la seva vida. El proc??s que s'observa ??s com una explosi?? de supernova o un esclat de raigs gamma. El forat negre estel??lar m??s gran conegut (fins el 2007) ??s 15.65??1.45 masses solars.[1] Hi ha proves que la font de raigs X IC 10 X-1 ??s un forat negre estel??lar amb una massa probable de 24 a 33 masses solars.[2]
En la teoria de la relativitat general un forat negre pot tenir qualsevol massa. Com m??s baixa sigui la massa, m??s alta ser?? la densitat de la materia per tal de formar el forat negre: No exieteixen processos coneguts que puguin produir forats negres amb masses menors que unes vegades la massa del Sol. Si exist??s seria probablement forats negres primordials.
El col??lapse d'una estrella ??s el proc??s natural que produeix un forat negre. ??s inevitable al final de la vida d'una estrella, quan la font d'energia de l'estrella s'ha exhaurit. Si la massa de la part de l'estrella que es col??lapsa est?? per sota dun cert valor cr??tic, el producte final ??s una estrella compacta, una nana blanca o una estrella de neutrons. Totes elles tenen una massa m??xima. Si la estrella que es col??lapsa excedeix aquesta massa l??mit, el col??lapse continuar?? indefinidament (col??lapse gravitatori catastr??fic) i es formar?? un forat negre. La massa m??xima d'una estrella de neutrons no ??s ben coneguda, per?? es pensa que ha de ser sobre les 3 masses solars. El forat negre estel??lar amb menor massa observat t?? una massa estimada de 3,8 masses solars.[3]
Hi ha proves observacionals d'uns altres dos tipus de forats negres, que encara s??n molt m??s massius que el forat negre estel??lar. S??n els forats negres de massa interm??dia (al centre de c??muls globulars) i forats negres supermassius del centre de la Via L??ctia i gal??xies actives.
Un forat negre nom??s pot tenir tres propietats fonamentals: massa, c??rrega el??ctrica i moment angular. Es pensa que els forats negres que es formen a la natura tenen moment angular, per?? no hi ha cap observaci?? definitiva sobre la rotaci??. La rotaci?? d'un forat negre estel??lar ??s deguda a la conservaci?? del moment angular de l'estrella que el va produir.
Taula de continguts |
[edita] Les masses dels forats negres estel??lars observats en raigs X en sistemes binaris compactes
S'observen forats negres estel??lars en sistemes binaris propers quan la mat??ria es transfereix de una estrella companya a el forat negre. L'energia despresa en la caiguda cap a l'estrella compacta ??s tan gran que la mat??ria s'escalfa fins a temperatures de centenars de milions de graus i irr??dia en raigs X. El forat negre ??s, per tant, observable en raigs X, mentre l'estrella companya es pot observa en telescopis ??ptics. Els forats negres i les estrelles de neutrons s??n sovint dif??cils de distingir.
No obstant, l'estrella de neutrons pot tenir propietats addicionals. Mostren una rotaci?? diferencial, i poden tenir un camp magn??tic i exhibir explosions localitzades (esclats termonuclears). Sempre que s'han observat aquestes propietats, l'objecte compacte en el sistema binari ha resultat una estrella de neutrons.
La massa derivada prov?? de l'observaci?? de fonts de raigs X compactes (combinant dades de raigs X i ??ptiques). Totes les estrelles de neutrons identificades tenen una massa per sota de 3 a 5 masses solars. Cap dels sistemes compactes amb una massa superior a 5 masses solars ha revelat les propietats d'una estrella de neutrons. La combinaci?? d'aquests factors fan m??s i m??s probable que el tipus d'estrelles compactes amb masses per sobre de 5 masses solars s??n de fet forats negres.
S'ha de tenir en compte que l'exist??ncia de forats negres estel??lars no es basa unicament en observacions sin?? que tamb?? es basa en conceptes te??rics. No podem pensar en cap altre objectes per a aquests sistemes compactes massius en estrelles bin??ries que no sigui un forat negre. Una prova directa de l'exist??ncia d'un forat negre seria si alg?? observ??s l'orbita d'una part??cula que cau en un forat negre.
[edita] Candidats a forats negres estel??lar (massius)
La Via L??ctia cont?? diversos candidats a forats negres estel??lar que es troben m??s propers a nosaltres que el forat negre supermassiu de la regi?? del centre de la gal??xia. Aquests candidats tots s??n membres de sistemes binaris de raigs X en el que l'objecte compacte treu mat??ria al seu company via un disc d'acreci??. Els forats negres probables en aquestes parelles van de 3 a m??s d'una dotzena de masses solars.[4][5]
| Name | candidat a forat negre Massa (masses solars) | Massa companya (masses solars) | Per??ode orbital (dies) | Dist??ncia a la Terra (anys llum) |
|---|---|---|---|---|
| A0620-00 | 9???13 | 2.6???2.8 | 0.33 | sobre 3500 |
| GRO J1655-40 | 6???6.5 | 2.6???2.8 | 2.8 | 5000???10000 |
| XTE J1118+480 | 6.4???7.2 | 6???6.5 | 0.17 | 6200 |
| Cyg X-1 | 7???13 | ???18 | 5.6 | 6000???8000 |
| GRO J0422+32 | 3???5 | 1.1 | 0.21 | sobre 8500 |
| GS 2000+25 | 7???8 | 4.9???5.1 | 0.35 | sobre 8800 |
| V404 Cyg | 10???14 | 6.0 | 6.5 | sobre 10000 |
| GX 339-4 | 5???6 | 1.75 | sobre 15000 | |
| GRS 1124-683 | 6.5???8.2 | 0.43 | sobre 17000 | |
| XTE J1550-564 | 10???11 | 6.0???7.5 | 1.5 | sobre 17000 |
| XTE J1819-254 | 10???18 | ~3 | 2.8 | < 25000 |
| 4U 1543-475 | 8???10 | 0.25 | 1.1 | sobre 24000 |
| GRS 1915+105 | >14 | ~1 | 33.5 | sobre 40000 |
| XTE J1650-500 | 3.8??0.5 [6] | . | 0.32[7] | . |
[edita] Enlla??os externs
- Black Holes: Gravity's Relentless Pull Web interactiva multim??dia sobre la f??sica i l'astronomia dels forats negres (angl??s)
[edita] Refer??ncies
- ??? Nature 449, 799-801 (18 October 2007)
- ??? Prestwich et al., The Astrophysical Journal, volume 669, part 2 (2007), pages L21???L24
- ??? NASA Scientists Identify Smallest Known Black Hole. (2008-04-01).
- ??? J. Casares: Observational evidence for stellar mass black holes. Preprint
- ??? M.R. Garcia et al.: Resolved Jets and Long Period Black Hole Novae. Preprint
- ??? Scientists Discovered the Smallest Black Hole
- ??? Orosz, J.A. et al. (2004) ApJ 616,376-382.[1], Volume 616, Issue 1, pp. 376-382.
