Pesquisadores da Universidade de Turku, na Finlândia, descobriram que o eixo de rotação de um buraco negro em um sistema binário é inclinado mais de 40 graus em relação ao eixo da órbita estelar. A descoberta desafia os atuais modelos teóricos de formação de buracos negros.
A observação dos pesquisadores do Observatório Tuorla, na Finlândia, é a primeira medição confiável que mostra uma grande diferença entre o eixo de rotação de um buraco negro e o eixo de uma órbita do sistema binário. A diferença entre os eixos medidos pelos pesquisadores em um sistema estelar binário chamado MAXI J1820+070 foi de mais de 40 graus.
Muitas vezes, para os sistemas espaciais com objetos menores orbitando em torno do corpo massivo central, o próprio eixo de rotação desse corpo está em alto grau alinhado com o eixo de rotação de seus satélites. Isso também é verdade para o nosso sistema solar: os planetas orbitam ao redor do Sol em um plano, que coincide aproximadamente com o plano equatorial do Sol. A inclinação do eixo de rotação do Sol em relação ao eixo orbital da Terra é de apenas sete graus.
“A expectativa de alinhamento, em grande medida, não se aplica a objetos bizarros, como binários de raios-X de buracos negros. Os buracos negros nesses sistemas foram formados como resultado de um cataclismo cósmico ? o colapso de uma estrela massiva. Agora vemos o buraco negro arrastando matéria da estrela companheira mais próxima, mais leve, orbitando em torno dele. Vemos a brilhante radiação óptica e de raios-X como o último suspiro do material em queda, e também a emissão de rádio dos jatos relativísticos expelidos do sistema”, diz Juri Poutanen, professor de astronomia da Universidade de Turku e principal autor do estudo. publicação.
Seguindo esses jatos, os pesquisadores conseguiram determinar a direção do eixo de rotação do buraco negro com muita precisão. À medida que a quantidade de gás caindo da estrela companheira para o buraco negro mais tarde começou a diminuir, o sistema escureceu e grande parte da luz no sistema veio da estrela companheira. Dessa forma, os pesquisadores conseguiram medir a inclinação da órbita usando técnicas espectroscópicas, e ela quase coincidiu com a inclinação das ejeções.
“Para determinar a orientação 3D da órbita, também é necessário conhecer o ângulo de posição do sistema no céu, ou seja, como o sistema é girado em relação à direção norte no céu. Isso foi medido usando técnicas polarimétricas”, diz Juri Poutanen.
Os resultados publicados na revista Science abrem perspectivas interessantes para estudos de formação de buracos negros e evolução de tais sistemas, já que tal desalinhamento extremo é difícil de obter em muitos cenários de formação de buracos negros e evolução binária.
“A diferença de mais de 40 graus entre o eixo orbital e a rotação do buraco negro foi completamente inesperada. Os cientistas muitas vezes assumem que essa diferença é muito pequena quando modelam o comportamento da matéria em um espaço de tempo curvo em torno de um buraco negro. Os modelos atuais já são muito complexos e agora as novas descobertas nos obrigam a adicionar uma nova dimensão a eles”, afirma Poutanen.
Publicado em 01/03/2022 19h45
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