Será que o gás escapando das garras gravitacionais de buracos negros supermassivos está formando “tsunamis” no espaço?
Em um novo estudo financiado pela NASA, os astrofísicos usaram simulações de computador para modelar o ambiente em torno de buracos negros supermassivos no espaço profundo. Eles descobriram que poderia haver estruturas gigantescas semelhantes a tsunamis se formando perto desses buracos negros, que são essencialmente paredes maciças e rodopiantes de gás que escaparam por pouco da intensa atração gravitacional do buraco negro. Eles até pensam que buracos negros supermassivos podem hospedar as maiores estruturas semelhantes a tsunamis no universo.
“O que governa os fenômenos aqui na Terra são as leis da física que podem explicar as coisas no espaço sideral e até muito longe do buraco negro”, disse Daniel Proga, astrofísico da Universidade de Las Vegas, Nevada (UNLV), em uma demonstração da NASA.
Neste estudo, os pesquisadores observaram de perto o estranho ambiente ao redor dos buracos negros supermassivos e como os gases e a radiação interagem ali.
Os buracos negros supermassivos às vezes têm grandes discos de gás e matéria que giram em torno deles, alimentando-os ao longo do tempo em um sistema combinado conhecido como núcleo galáctico ativo. Esses sistemas, que geralmente disparam jatos de material, emitem raios X brilhantes acima do disco, fora do alcance gravitacional do buraco negro. Essa radiação de raios-X empurra os ventos que saem do centro do sistema. Isso é chamado de “fluxo de saída”.
Esta radiação de raios-X também pode ajudar a explicar regiões gasosas mais densas no ambiente em torno de buracos negros supermassivos chamados de “nuvens”, pensam os pesquisadores.
“Essas nuvens são 10 vezes mais quentes do que a superfície do sol e se movem na velocidade do vento solar, então são objetos bastante exóticos que você não gostaria que um avião atravessasse”, autor principal Tim Waters, pesquisador de pós-doutorado em O UNLV, que também é cientista convidado do Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, disse no mesmo comunicado.
A equipe mostrou com simulações de computador como, longe o suficiente do buraco negro para ficar fora de seu alcance, a atmosfera do disco girando em torno do buraco negro pode começar a formar ondas de gás e matéria. Com a adição dos ventos de saída que são empurrados pela radiação de raios-X, essas ondas podem se transformar em enormes tsunamis. Essas ondas giratórias de gás podem se estender até 10 anos-luz acima do disco, descobriram os pesquisadores. Uma vez que essas estruturas semelhantes a tsunamis se formem, elas não estarão mais sob a influência da gravidade do buraco negro, de acordo com o comunicado.
Nessas simulações, os pesquisadores mostraram como a radiação de raios-X brilhante perto de um buraco negro se infiltra em bolsões de gás quente na atmosfera externa do disco. Essas bolhas de plasma quente se expandem em um gás próximo e mais frio nas bordas do disco, ajudando a estimular as estruturas semelhantes a um tsunami. As bolhas também bloqueiam o vento de saída e espiralam em estruturas separadas de até um ano-luz de tamanho. Essas estruturas laterais são conhecidas como ruas de vórtice Kármán, que são padrões climáticos que também ocorrem na Terra (embora na Terra, esse padrão de vórtices em espiral seja bem diferente).
As ruas de vórtice de Kármán têm o nome do físico húngaro-americano Theodore von Kármán, cujo nome também marca a fronteira entre a atmosfera da Terra e o espaço.
Esta pesquisa vai contra teorias anteriores que sugeriam que nuvens de gás quente perto de um núcleo galáctico ativo se formam espontaneamente por causa da instabilidade do fluido, de acordo com o comunicado. Este estudo também contradiz a noção anterior de que os campos magnéticos são necessários para mover o gás mais frio de um disco ao redor de um buraco negro supermassivo.
Embora nenhum satélite atualmente operacional possa confirmar seu trabalho, a equipe espera reforçar suas descobertas com pesquisas futuras e, com sorte, observações telescópicas. Além disso, as observações de plasma perto de núcleos galácticos ativos do Observatório de raios-X Chandra da NASA e do telescópio espacial XMM-Newton da Agência Espacial Europeia são consistentes com as descobertas desta equipe, de acordo com o comunicado da NASA.
Publicado em 09/07/2021 02h12
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