Uma equipe internacional de astrônomos, liderada pela Universidade de Southampton, usou câmeras de última geração para criar um filme com alta taxa de quadros de um crescente sistema de buracos negros em um nível de detalhe nunca antes visto. No processo, eles descobriram novas pistas para entender o entorno imediato desses objetos enigmáticos. Os cientistas publicam seu trabalho em um novo artigo no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Os buracos negros podem se alimentar de uma estrela próxima e criar vastos discos de acúmulo de material. Aqui, o efeito da forte gravidade do buraco negro e o campo magnético do material pode causar níveis de radiação que são alterados rapidamente do sistema como um todo.
Essa radiação foi detectada na luz visível pelo instrumento HiPERCAM no Gran Telescopio Canarias (La Palma, Ilhas Canárias) e em raios-X pelo observatório NICER da NASA a bordo da Estação Espacial Internacional.
O sistema de buracos negros estudado é nomeado MAXI J1820 + 070 e foi descoberto no início de 2018. A apenas 10.000 anos-luz de distância, em nossa própria Via Láctea. Tem a massa de cerca de 7 sóis, e isso desmoronou em uma região do espaço menor que a cidade de Londres.
Investigar esses sistemas geralmente é muito difícil, pois suas distâncias os tornam muito fracos e pequenos demais para serem vistos – nem mesmo usando o Event Horizon Telescope, que recentemente tirou uma foto do buraco negro no centro da galáxia M87. Os instrumentos HiPERCAM e NICER, no entanto, permitem que os pesquisadores gravem ‘filmes’ da mudança de luz do sistema a mais de trezentos quadros por segundo, capturando violentos ‘crepitações’ e ‘chamas’ de luz visível e raios-X.
John Paice, um estudante de graduação da Universidade de Southampton e do Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica da Índia, foi o principal autor do estudo que apresentou esses resultados e também o artista que criou o filme. Ele explicou o trabalho da seguinte maneira: “O filme foi feito usando dados reais, mas diminuiu para 1/10 da velocidade real para permitir que os disparos mais rápidos fossem discernidos pelo olho humano. Podemos ver como o material ao redor do buraco negro é tão brilhante que está ofuscando a estrela que está consumindo, e as oscilações mais rápidas duram apenas alguns milissegundos – essa é a produção de cem sóis e mais sendo emitida em um piscar de olhos “.
Os pesquisadores também descobriram que quedas nos níveis de raios-X são acompanhadas por um aumento da luz visível (e vice-versa). E os flashes mais rápidos na luz visível emergiram uma fração de segundo após os raios-X. Tais padrões revelam indiretamente a presença de plasma distinto, material extremamente quente, onde os elétrons são arrancados dos átomos, em estruturas profundas nos braços da gravidade do buraco negro, caso contrário, são pequenas demais para serem resolvidas.
Esta não é a primeira vez que isso foi encontrado; uma diferença de fração de segundo entre o raio X e a luz visual foi observada em dois outros sistemas que hospedam buracos negros, mas nunca foi observada nesse nível de detalhe. Membros desta equipe internacional estiveram na vanguarda desse campo na última década. O Dr. Poshak Gandhi, também de Southampton, também encontrou as mesmas assinaturas temporárias nos dois sistemas anteriores.
Ele comentou o significado dessas descobertas: “O fato de agora vermos isso em três sistemas reforça a idéia de que é uma característica unificadora de tais buracos negros em crescimento. Se for verdade, isso deve nos dizer algo fundamental sobre como o plasma flui ao redor buracos negros operam.
“Nossas melhores idéias invocam uma conexão profunda entre os bits inspiradores e exsudativos do plasma. Mas essas são condições físicas extremas que não podemos replicar nos laboratórios da Terra, e não entendemos como a natureza administra isso. Esses dados serão cruciais para o retorno ao local.” na teoria correta “.
Publicado em 12/10/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-10-violent-flaring-revealed-heart-black.html
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