Meet Pau!

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Pau’s research focuses on characterizing the energy and matter content of relativistic jets launched by black hole X-ray binaries. He applies a calorimetry approach, studying the interstellar medium (ISM) structures inflated by these jets to infer their energetic impact. The morphology of these jet-powered nebulae is constrained through radio and optical continuum observations, while their physical conditions are determined via molecular and atomic line emission diagnostics. By measuring the mass, kinematics, excitation, and spatial extent of the affected gas, Pau quantifies the total energy required to create and sustain these structures. When the structures can be confidently attributed to jet activity, this provides a direct estimate of the jet’s long-term power and energetic budget.

In his most recent paper, published in January 2026 in the Astrophysical Journal, Pau used the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) to characterize the molecular environments of two black hole X-ray binaries candidate to hosting large-scale jet–ISM interaction regions. Through high-resolution molecular line observations, he constrained the gas conditions around MAXI J1348-630, enabling improved estimates of the energy injected by its jets into the cold ISM, and applying the calorimetry approach to transient jets for the first time. This work was carried out in collaboration with researchers across Canada, Italy, France, Australia, and the United Arab Emirates.

Pau is a Ph.D. student at the University of Lethbridge in the Lethbridge Unit for X-ray Astronomy (LUX), working under the supervision of Dr. Alexandra Tetarenko. Prior to joining LUX, he completed his BSc and MSc at the Universitat de Barcelona, where he studied supermassive black hole merger rate predictions for the upcoming Laser Interferometer Space Antenna (LISA). At the same time, he served as director of Observatori Astronòmic Albanyà and contributed to photometric follow-up observations for the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), participating in the monitoring of more than 100 exoplanet transits.

Radio continuum images (from VLA or WSRT) of several jet-ISM interactions around BHs of different scales. The jet direction is roughly represented by the pink cones. The top row depicts radio lobes around active galactic nuclei whereas the bottom row presents interactions around BH X-ray binaries. Combining radio continuum observations with ALMA molecular line velocity-resolved imaging allows us to uniquely constrain, amongst other properties, the velocity structure of the impacted ISM. This information is key to define the kinematics of the jet-shocked region, ultimately leading to reliable estimates of jet energetics. Credit: Alexandra Tetarenko, NRAO.

La recherche de Pau porte sur la caractérisation du contenu en énergie et en matière des jets relativistes lancés par les binaires X à trou noir. Il applique une approche calorimétrique en étudiant les structures du milieu interstellaire (MIS) gonflées par ces jets afin d’en déduire leur impact énergétique. La morphologie de ces nébuleuses alimentées par les jets est contrainte par des observations en continuum radio et optique, tandis que leurs conditions physiques sont déterminées par des diagnostics d’émission de raies moléculaires et atomiques. En mesurant la masse, la cinématique, l’excitation et l’étendue spatiale du gaz affecté, Pau quantifie l’énergie totale nécessaire à la création et au maintien de ces structures. Lorsque ces structures peuvent être attribuées avec certitude à l’activité des jets cela fournit une estimation directe de la puissance à long terme et du budget énergétique du jet.

Dans son article le plus récent, publié en janvier 2026 dans l’Astrophysical Journal, Pau a utilisé le réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pour caractériser les environnements moléculaires de deux binaires X à trou noir candidates à l’hébergement de régions d’interaction jet-MIS à grande échelle. Grâce à des observations à haute résolution de raies moléculaires, il a contraint les conditions du gaz autour de MAXI J1348-630, permettant des estimations améliorées de l’énergie injectée par ses jets dans le MIS froid, et appliquant l’approche calorimétrique aux jets transitoires pour la première fois. Ce travail a été mené en collaboration avec des chercheurs du Canada, d’Italie, de France, d’Australie et des Émirats arabes unis.

Pau est doctorant à l’Université de Lethbridge au sein de l’unité Lethbridge pour l’astronomie X (LUX), sous la supervision de la Dre Alexandra Tetarenko. Avant de rejoindre LUX, il a obtenu sa licence et son master à l’Universitat de Barcelona, où il a étudié les prédictions du taux de fusion de trous noirs supermassifs pour la future antenne spatiale interférométrique laser (LISA). Parallèlement, il a occupé le poste de directeur de l’Observatori Astronòmic Albanyà et a contribué aux observations de suivi photométrique pour le Satellite de sondage des exoplanètes en transit (TESS), participant au suivi de plus de 100 transits d’exoplanètes.

Images en continuum radio (provenant du VLA ou du WSRT) de plusieurs interactions jet–MIS autour de trous noirs de différentes échelles. La direction des jets est approximativement représentée par les cônes roses. La rangée du haut montre des lobes radio autour de noyaux actifs de galaxies, tandis que la rangée du bas présente des interactions autour de binaires X à trou noir. La combinaison des observations en continuum radio avec l’imagerie à résolution en vitesse de raies moléculaires d’ALMA nous permet de contraindre de manière unique, entre autres propriétés, la structure de vitesse du MIS impacté. Cette information est essentielle pour définir la cinématique de la région choquée par le jet, menant à des estimations fiables de l’énergétique des jets.