Buracos negros supermassivos existem no centro da maioria das galáxias, e nossa Via Láctea não é exceção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente ativos, o que significa que muito material está caindo neles, emitindo radiação de alta energia nesse processo de “alimentação”. O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, é relativamente calmo. Novas observações do Observatório Estratosférico da NASA para Astronomia Infravermelha, SOFIA, estão ajudando os cientistas a entender as diferenças entre buracos negros ativos e silenciosos.
Estes resultados fornecem informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da Via Láctea. Os cientistas usaram o mais novo instrumento da SOFIA, o HAWC +, para fazer essas medições.
Os campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os caminhos das partículas carregadas e têm efeitos significativos sobre os movimentos e a evolução da matéria em todo o universo. Mas os campos magnéticos não podem ser visualizados diretamente, portanto, seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC + detecta a luz polar infravermelha emitida pelos grãos de poeira celestes, que é invisível aos olhos humanos. Esses grãos se alinham perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados do SOFIA, os astrônomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético de outra forma invisível, ajudando a visualizar essa força fundamental da natureza.
“Este é um dos primeiros exemplos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem uns com os outros”, observou Joan Schmelz, astrofísico do Centro de Pesquisas Espaciais da NASA no Ames Research Center, no Vale do Silício, Califórnia, e co-autor um artigo descrevendo as observações. “HAWC + é um trocador de jogos.”
Observações anteriores de SOFIA mostram o anel inclinado de gás e poeira orbitando o buraco negro da Via Láctea, que é chamado de Sagitário A * (pronunciado “Sagitário A-estrela”). Mas os novos dados HAWC + fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região nos últimos 100.000 anos.
Detalhes dessas observações de campo magnético da SOFIA foram apresentados na reunião de junho de 2019 da American Astronomical Society e serão submetidos ao Astrophysical Journal.
A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético tem sido um mistério. As novas observações com HAWC + revelam que o campo magnético é forte o suficiente para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canaliza o gás para que entre no próprio buraco negro, o buraco negro está ativo, porque está consumindo muito gás. No entanto, se o campo magnético canalizar o gás para que ele entre em órbita ao redor do buraco negro, o buraco negro ficará quieto porque não está ingerindo nenhum gás que, de outra forma, acabaria por formar novas estrelas.
Os pesquisadores combinaram imagens de infravermelho médio e distante das câmeras da SOFIA com novas linhas de fluxo que visualizam a direção do campo magnético. A estrutura azul em forma de y (veja a figura) é um material quente caindo em direção ao buraco negro, localizado próximo ao ponto em que os dois braços da forma em y se cruzam. Camadas a estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada um dos braços azuis tem seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, mostrado em rosa. Mas também há lugares onde o campo se distancia das principais estruturas de poeira, como as extremidades superior e inferior do anel.
“O formato espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita ao redor do buraco negro”, disse Darren Dowell, cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, principal investigador do instrumento HAWC +, e principal autor do estudo. “Isso pode explicar por que nosso buraco negro está quieto enquanto outros estão ativos.”
As novas observações de SOFIA e HAWC + ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro supermassivo interage com ele, abordando uma antiga questão de por que o buraco negro central na Via Láctea é relativamente fraco, enquanto os de outras galáxias são tão brilhantes.
Publicado em 13/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-magnetic-field-milky-black-hole.html
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