A primeira detecção de um buraco negro ‘com soluços’ leva à descoberta surpreendente do segundo buraco negro orbitando em torno dele

Um minúsculo buraco negro numa galáxia distante perfura repetidamente o disco de gás de um buraco negro maior. (Crédito da imagem: Jose-Luis Olivares e Dheeraj Pasham, MIT)

doi.org/10.1126/sciadv.adj8898
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#Buraco Negro 

Os cientistas descobriram um buraco negro monstruoso que “soluça? a cada 8,5 dias, e um buraco negro menor que continua perfurando seu disco de acreção pode ser o culpado.

Os astrônomos detectaram o primeiro caso conhecido de um “soluço” de buraco negro, proveniente de um gigante cósmico distante.

Os arrotos cósmicos sugerem que os discos rodopiantes de matéria e gás que rodeiam os buracos negros podem ser o lar de objetos cósmicos maiores do que se pensava anteriormente.

O monstruoso buraco negro, que pesa o equivalente a cerca de 50 milhões de sóis e vive no coração de uma galáxia a 800 milhões de anos-luz da Terra, está a ejetar pedaços de gás para o espaço uma vez a cada 8,5 dias antes de voltar a ficar silencioso.

Esses “soluços? vêm do disco de acreção do buraco negro, um anel de gás superaquecido que gira em torno do objeto.

Um novo estudo, publicado em 27 de março na revista Science Advances, sugere que este material está sendo expelido graças a um segundo buraco negro menor que entra e sai em uma órbita inclinada, liberando gás como uma abelha voando rápido zumbindo através de uma nuvem de pólen.

Esses soluços “foram uma surpresa total”, disse o principal autor do estudo, Dheeraj Pasham, cientista pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial em Massachusetts, ao Live Science.

“Continuámos a coçar a cabeça durante meses até que os teóricos da República Checa chegaram e forneceram uma explicação de um buraco negro secundário, que parece explicar todas as propriedades deste sistema.”

Os resultados sugerem que os discos de acreção em torno dos buracos negros podem ser o lar de uma surpreendente variedade de objetos cósmicos, incluindo outros buracos negros e estrelas.

“Pensávamos que sabíamos muito sobre buracos negros, mas isto diz-nos que há muito mais coisas que eles podem fazer”, disse Pasham num comunicado.

“Se o nosso modelo de um companheiro perfurando repetidamente o disco de acreção estiver correto”, disse ele à WordsSideKick.com, “então esses soluços podem revelar uma população inteira de binários tão extremos”.

Os investigadores suspeitam que a imensa gravidade do buraco negro supermassivo algum dia engolirá o seu buraco negro companheiro numa fusão, talvez mais de 10.000 anos no futuro.”, disse Pasham à WordsSideKick.com.

Uma história de dois buracos negros e uma estrela malfadada Os astrônomos notaram pela primeira vez o buraco negro monstruoso em dezembro de 2020, quando os telescópios do All Sky Automated Survey for SuperNovae, ou ASAS-SN, detectaram uma explosão prolongada de luz do seu disco de acreção.

A pesquisa notou um flash, agora denominado ASASSN-20qc, depois de ter tornado uma pequena bolsa no céu 1.000 vezes mais brilhante.

O flash persistiu por quatro meses e foi provavelmente causado pelo buraco negro supermassivo que destruiu uma estrela próxima.

As explosões do enorme buraco negro são provavelmente devidas a um buraco negro menor perfurando repetidamente seu disco de acreção, como pode ser visto nesta ilustração. (Crédito da imagem: Jose-Luis Olivares e Dheeraj Pasham, MIT)

Observações de acompanhamento com um telescópio de raios X a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) permitiram aos cientistas catalogar quedas sutis e periódicas nos dados de raios X do objeto festivo, semelhante a como um planeta cruzando a face de sua estrela hospedeira bloqueia brevemente é luz.

Esses foram os soluços do buraco negro.

Depois de discutir o processo com colegas, os investigadores determinaram que o buraco negro soluçava sempre que o buraco negro secundário em órbita perfurava o disco de acreção, expulsando mais material do que o habitual.

Embora o buraco negro secundário seja o menor dos dois no sistema, não é de forma alguma minúsculo.

Os cientistas estimam que ele pesa o equivalente a 100 a 10 mil sóis, uma massa que o classifica como um buraco negro intermediário.

A grande diferença entre as massas de dois buracos negros, diferindo por um fator de 5.000, torna a dupla recém-descoberta um dos binários de razão de massa mais extremos identificados até agora.

“Esta é uma fera diferente”, disse Pasham no comunicado.

“Isso não se encaixa em nada do que sabemos sobre esses sistemas.” Nos próximos meses, os pesquisadores continuarão monitorando este sistema enquanto estudam vários outros sistemas que também parecem ter soluços, disse Pasham à WordsSideKick.com.

Se estes binários de buracos negros também representam diferenças de massa extremas, como a dupla recém-descoberta, então um telescópio da Agência Espacial Europeia que acabou de ficar online, chamado Laser Interferometer Space Antenna (LISA), deverá ser capaz de detectá-los.

“Prevemos estar ocupados nos próximos anos para modelar esta nova população.”


Publicado em 31/03/2024 15h15

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