doi.org/10.48550/arXiv.2309.13115
Credibilidade: 888
#Buracos Negros
Os discos são quase completamente controlados pelos campos magnéticos
Buracos negros supermassivos são gigantes entre milhões e bilhões de vezes mais pesados que o nosso Sol, que se escondem nos centros da maioria das galáxias do nosso universo, incluindo a nossa – a Via Láctea – e são mais conhecidos pelos brilhantes discos de gás que giram em torno deles.
Esses discos são restos de estrelas malfadadas que já foram destroçadas e aprisionadas pelos buracos negros, que na verdade se alimentam desses próprios discos.
No entanto, os cientistas ainda não têm certeza de como exatamente os buracos negros se alimentam.
Por exemplo, os astrofísicos têm-se intrigado durante décadas sobre a razão pela qual o material que é arrastado pelo buraco negro não cai imediatamente no seu abismo.
Em vez disso, tudo se junta para formar e manter um disco quente e girando rapidamente que então espirala em direção ao buraco negro.
E, no processo, o disco irradia brilhantemente enquanto converte energia gravitacional em calor.
O disco é a principal fonte de luz de um buraco negro e paira enquanto houver material próximo para o vazio absorver.
Uma nova simulação de computador sugere que esta existência prolongada de discos de acreção pode ser devida ao fato de cada disco ser quase completamente controlado pelos campos magnéticos de seu respectivo buraco negro.
É possível que estes campos direcionem o gás em forma de disco.
Os cientistas dizem que a simulação, que, pela primeira vez, traçou a viagem do gás primitivo desde o início do Universo até ao ponto em que termina no disco de acreção de um buraco negro supermassivo, pode ajudá-los a afinar as suas previsões.
sobre vários aspectos dos discos de acreção, incluindo suas massas, espessuras e velocidades de queda do material.
“Nossas teorias nos disseram que os discos deveriam ser planos como crepes”, disse Phil Hopkins, astrofísico teórico do Instituto de Tecnologia da Califórnia em um – declaração.
“Mas sabíamos que isto não estava certo porque as observações astronómicas revelam que os discos são realmente fofos – mais parecidos com um bolo de anjo.
A nossa simulação ajudou-nos a compreender que os campos magnéticos estão a sustentar o material do disco, tornando-o mais fofo.”
On Hopkins e sua equipe fizeram o que descrevem como um “super zoom” em um buraco negro virtual supermassivo.
Para replicar virtualmente a dinâmica do buraco negro, os investigadores inserem informações sobre a física de vários fenómenos cósmicos em escalas galácticas.
Estas incluíam equações que governam – a gravidade, – a matéria escura e – a energia escura – esta última das quais são substâncias indescritíveis que constituem a maior parte do conteúdo do universo – bem como – estrelas e galáxias.
Criar tal simulação não foi apenas um desafio computacional, mas também exigiu um código que pudesse simplesmente lidar com toda a física complexa, dizem os pesquisadores.
O culminar de duas grandes colaborações na Caltech, denominada FIRE, que se concentra em estruturas de grande escala no universo, e STARFORGE, que examina estruturas de pequena escala, permitiu à equipe criar uma simulação cuja resolução é mil vezes melhor que o seu antecessor, de acordo com o comunicado da universidade.
“Nós o construímos de uma forma muito modular, para que você pudesse ligar e desligar qualquer uma das peças da física que desejasse para um determinado problema, mas todas eram compatíveis entre si”, disse Hopkins.
Usando esse código, os investigadores simularam um buraco negro 10 milhões de vezes mais pesado que o nosso Sol, começando no Universo primitivo.
A simulação então voa através de um emaranhado complexo de galáxias em fusão antes de se aproximar de um buraco negro supermassivo ativo, ou quasar, circundado por um disco de acreção, que é mostrado alimentando gás para o buraco negro a taxas comparáveis aos quasares mais brilhantes conhecidos em nosso universo.
Os campos magnéticos podem ser vistos tirando o momento do disco, o que libera o material para espiralar para dentro até chegar ao horizonte de eventos ou à “superfície” do buraco negro, de onde não pode escapar.
“Na nossa simulação, vemos este disco de acreção formar-se em torno do buraco negro”, disse Hopkins no comunicado.
“Teríamos ficado muito entusiasmados se tivéssemos visto aquele disco de acreção, mas o que foi muito surpreendente foi que o disco simulado não se parece com o que pensamos durante décadas que deveria ser.” As descobertas são descritas em um artigo publicado em março no The Open Journal of Astroph
Publicado em 09/07/2024 15h49
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