Novas observações do ALMA revelam um disco nunca antes visto de gás interestelar frio envolvido em torno do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este disco nebuloso dá aos astrônomos novos insights sobre o funcionamento da acreção: o desvio de material para a superfície de um buraco negro. Os resultados são publicados na revista Nature.
Através de décadas de estudo, os astrônomos desenvolveram uma imagem mais clara da vizinhança caótica e cheia de pessoas ao redor do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Nosso centro galáctico fica a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra e o buraco negro supermassivo de lá, conhecido como Sagitário A * (A “estrela”), é 4 milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Sabemos agora que esta região está repleta de estrelas errantes, nuvens de poeira interestelar e um grande reservatório de gases fenomenalmente quentes e comparativamente mais frios. Esses gases devem orbitar o buraco negro em um vasto disco de acreção que se estende a poucos décimos de um ano-luz do horizonte de eventos do buraco negro.
Até agora, no entanto, os astrônomos conseguiram visualizar apenas a porção tênue e quente desse fluxo de gás de acreção, que forma um fluxo aproximadamente esférico e não mostrou nenhuma rotação óbvia. Sua temperatura é estimada em 10 milhões de graus Celsius (18 milhões de graus Fahrenheit), ou cerca de dois terços da temperatura encontrada no núcleo do nosso sol. A essa temperatura, o gás brilha intensamente na luz do raio X, permitindo que ele seja estudado por telescópios de raios-X baseados no espaço, até a escala de cerca de um décimo de ano-luz do buraco negro.
Além desse gás incandescente e quente, observações anteriores com telescópios de comprimento milimétrico detectaram um grande estoque de gás hidrogênio comparativamente mais frio (cerca de 10 mil graus Celsius), a poucos anos-luz do buraco negro. A contribuição deste gás mais frio para o fluxo de acresção no buraco negro era anteriormente desconhecida.
Embora o buraco negro do nosso centro galáctico seja relativamente silencioso, a radiação ao redor dele é forte o suficiente para fazer com que os átomos de hidrogênio continuem a perder e se recombinar com seus elétrons. Essa recombinação produz um sinal distintivo de comprimento de onda milimétrico, que é capaz de atingir a Terra com muito poucas perdas ao longo do caminho.
Com sua notável sensibilidade e capacidade de ver detalhes, o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) conseguiu detectar esse fraco sinal de rádio e produzir a primeira imagem do disco de gás mais frio em apenas um centésimo de luz -ano de distância (ou cerca de 1000 vezes a distância da Terra ao Sol) do buraco negro supermassivo. Essas observações permitiram que os astrônomos mapeassem a localização e rastreassem o movimento desse gás. Os pesquisadores estimam que a quantidade de hidrogênio neste disco frio é de cerca de um décimo da massa de Júpiter, ou um décimo da massa do Sol.
Mapeando as mudanças nos comprimentos de onda desta luz de rádio devido ao efeito Doppler (a luz dos objetos se movendo em direção à Terra é levemente deslocada para a porção “mais azul” do espectro, enquanto a luz dos objetos que se afastam é levemente deslocada para a porção “mais vermelha” ), os astrônomos puderam ver claramente que o gás está girando em torno do buraco negro. Esta informação fornecerá novos insights sobre como os buracos negros devoram a matéria e a complexa interação entre um buraco negro e sua vizinhança galáctica.
“Fomos os primeiros a imaginar esse disco indescritível e estudar sua rotação”, disse Elena Murchikova, membro em astrofísica do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jersey, e principal autora do artigo. “Estamos também sondando a acumulação no buraco negro. Isto é importante porque este é o nosso buraco negro supermassivo mais próximo. Mesmo assim, ainda não temos uma boa compreensão de como funciona o seu acúmulo. Esperamos que estas novas observações do ALMA ajudem o buraco negro a dar alguns dos seus segredos “.
Publicado em 06/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-cool-nebulous-milky-supermassive-black.html