{"id":2754,"date":"2020-01-24T06:32:56","date_gmt":"2020-01-24T06:32:56","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2754"},"modified":"2020-01-24T06:33:09","modified_gmt":"2020-01-24T06:33:09","slug":"xmm-newton-mapeia-os-arredores-de-um-buraco-negro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/01\/24\/xmm-newton-mapeia-os-arredores-de-um-buraco-negro\/","title":{"rendered":"XMM-Newton mapeia os arredores de um buraco negro"},"content":{"rendered":"\n
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Esta anima\u00e7\u00e3o mostra os arredores de um buraco negro que se alimenta de g\u00e1s circundante. \u00c0 medida que este material cai para o buraco negro, espirala para formar um disco achatado aquecido. No pr\u00f3prio centro do disco, perto do buraco negro, uma regi\u00e3o de eletr\u00f5es muito quentes – com temperaturas na ordem dos mil milh\u00f5es de graus – conhecida como coroa produziu raios-X altamente energ\u00e9ticos que s\u00e3o expelidos para o espa\u00e7o.
Cr\u00e9dito: ESA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O material que cai num buraco negro lan\u00e7a raios-X para o espa\u00e7o – e agora, pela primeira vez, o observat\u00f3rio de raios-X XMM-Newton da ESA usou os ecos reverberantes desta radia\u00e7\u00e3o para mapear o comportamento din\u00e2mico e os arredores do pr\u00f3prio buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

A maior parte dos buracos negros s\u00e3o demasiado pequenos, no c\u00e9u, para resolvermos o seu ambiente imediato, mas ainda assim podemos explorar estes objetos misteriosos observando como a mat\u00e9ria se comporta quando se aproxima e cai neles.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 medida que o material espirala em dire\u00e7\u00e3o a um buraco negro, \u00e9 aquecido e emite raios-X que, por sua vez, ecoam e reverberam \u00e0 medida que interagem com o g\u00e1s pr\u00f3ximo. Estas regi\u00f5es do espa\u00e7o s\u00e3o altamente distorcidas devido \u00e0 natureza extrema e \u00e0 gravidade esmagadoramente forte do buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

Pela primeira vez, investigadores usaram o XMM-Newton para rastrear estes ecos de luz e mapear os arredores do buraco negro no n\u00facleo de uma gal\u00e1xia ativa. Com o nome IRAS 13224\u20133809, a gal\u00e1xia hospedeira do buraco negro \u00e9 uma das fontes de raios-X mais vari\u00e1veis do c\u00e9u, passando por flutua\u00e7\u00f5es muito grandes e r\u00e1pidas de brilho, na ordem de 50 em poucas horas.<\/p>\n\n\n\n

“Todos n\u00f3s estamos habituados \u00e0 forma como o eco das nossas vozes soa diferente quando falamos numa sala de aula, em compara\u00e7\u00e3o com uma catedral – isto deve-se simplesmente \u00e0 geometria e aos materiais dos locais, que fazem com que o som se comporte e se mova de maneira diferente,” explica William Alston da Universidade de Cambridge, autor principal do novo estudo.<\/p>\n\n\n\n

“De maneira semelhante, podemos observar como os ecos da radia\u00e7\u00e3o de raios-X se propagam nas proximidades de um buraco negro, a fim de mapear a geometria de uma regi\u00e3o e o estado de um aglomerado de mat\u00e9ria antes de desaparecer na singularidade. \u00c9 um pouco como ecolocaliza\u00e7\u00e3o c\u00f3smica.”<\/p>\n\n\n\n

Como a din\u00e2mica do g\u00e1s em queda est\u00e1 fortemente ligada com as propriedades do buraco negro, William e colegas foram tamb\u00e9m capazes de determinar a massa e a rota\u00e7\u00e3o do buraco negro central da gal\u00e1xia, observando as propriedades da mat\u00e9ria enquanto espiralava para dentro.<\/p>\n\n\n\n

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Estas imagens mostram os arredores de um buraco negro que se alimenta de g\u00e1s circundante.
\u00c0 medida que este material cai para o buraco negro, espirala para formar um disco achatado aquecido. No pr\u00f3prio centro do disco, perto do buraco negro, uma regi\u00e3o de eletr\u00f5es muito quentes – com temperaturas na ordem dos mil milh\u00f5es de graus – conhecida como coroa produziu raios-X altamente energ\u00e9ticos que s\u00e3o expelidos para o espa\u00e7o.
Cr\u00e9dito: ESA <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O material em espiral forma um disco enquanto cai para o buraco negro. Acima deste disco encontra-se uma regi\u00e3o de eletr\u00f5es muito quentes – com temperaturas na ordem dos mil milh\u00f5es de graus – chamada coroa. Embora os cientistas esperassem ver os ecos de reverbera\u00e7\u00e3o que usaram para mapear a geometria da regi\u00e3o, tamb\u00e9m avistaram algo inesperado: a pr\u00f3pria coroa mudou de tamanho incrivelmente depressa, em quest\u00e3o de dias.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c0 medida que o tamanho da coroa muda, o mesmo ocorre com o eco de luz – um pouco como se o teto da catedral estivesse a subir e a descer, mudando o eco das nossas vozes,” acrescenta William.<\/p>\n\n\n\n

“Ao rastrear os ecos de luz, fomos capazes de rastrear esta coroa em mudan\u00e7a e – ainda mais excitante – obter valores muito melhores para a massa e para a rota\u00e7\u00e3o do buraco negro do que poder\u00edamos determinar se a coroa n\u00e3o estivesse a mudar de tamanho. Sabemos que a massa do buraco negro n\u00e3o pode estar a flutuar; portanto, qualquer altera\u00e7\u00e3o no eco deve ser devida ao ambiente gasoso.”<\/p>\n\n\n\n

O estudo usou a observa\u00e7\u00e3o mais longa de um buraco negro em acre\u00e7\u00e3o j\u00e1 obtida com o XMM-Newton, recolhida ao longo de 16 \u00f3rbitas em 2011 e 2016 e totalizando 2 milh\u00f5es de segundos – pouco mais de 23 dias. Isto, combinado com a variabilidade forte e de curto prazo do pr\u00f3prio buraco negro, permitiu a William e colaboradores modelarem os ecos de maneira abrangente ao longo de escalas de tempo de um dia.<\/p>\n\n\n\n

A regi\u00e3o explorada neste estudo n\u00e3o \u00e9 acess\u00edvel a observat\u00f3rios como o EHT (Event Horizon Telescope), que conseguiu obter a primeira imagem do g\u00e1s na vizinhan\u00e7a imediata de um buraco negro – aquele localizado no centro da massiva gal\u00e1xia vizinha M87. O resultado, com base em observa\u00e7\u00f5es realizadas com radiotelesc\u00f3pios em todo o mundo em 2017 e publicado o ano passado, tornou-se imediatamente uma sensa\u00e7\u00e3o global.<\/p>\n\n\n\n

“A imagem do EHT foi obtida usando um m\u00e9todo conhecido como interferometria – uma t\u00e9cnica maravilhosa que s\u00f3 pode funcionar nos pouqu\u00edssimos buracos negros supermassivos mais pr\u00f3ximos da Terra, como o de M87 e o da nossa Gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea, porque o seu tamanho aparente no c\u00e9u \u00e9 grande o suficiente para este m\u00e9todo funcionar,” diz o coautor Michael Parker, cientista da ESA no Centro Europeu de Astronomia perto de Madrid, Espanha.<\/p>\n\n\n\n

“Em contraste, a nossa abordagem \u00e9 capaz de investigar as centenas de buracos negros supermassivos mais pr\u00f3ximos que consomem ativamente mat\u00e9ria – e este n\u00famero aumentar\u00e1 significativamente com o lan\u00e7amento do sat\u00e9lite Athena da ESA.<\/p>\n\n\n\n

A caracteriza\u00e7\u00e3o dos ambientes pr\u00f3ximos dos buracos negros \u00e9 um objetivo cient\u00edfico essencial da miss\u00e3o Athena da ESA, com lan\u00e7amento previsto para o in\u00edcio da d\u00e9cada de 2030 e que revelar\u00e1 os segredos do Universo quente e energ\u00e9tico.<\/p>\n\n\n\n

A medi\u00e7\u00e3o da massa, rota\u00e7\u00e3o e ritmos de acre\u00e7\u00e3o de uma grande amostra de buracos negros \u00e9 fundamental para entender a gravidade em todo o cosmos. Al\u00e9m disso, dado que os buracos negros supermassivos est\u00e3o fortemente ligados \u00e0s propriedades das suas gal\u00e1xias hospedeiras, estes estudos tamb\u00e9m s\u00e3o fundamentais para aprofundar o nosso conhecimento de como as gal\u00e1xias se formam e evoluem ao longo do tempo.<\/p>\n\n\n\n

“O grande conjunto de dados fornecidos pelo XMM-Newton foi essencial para este resultado,” disse Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.<\/p>\n\n\n\n

“O mapeamento da reverbera\u00e7\u00e3o \u00e9 uma t\u00e9cnica excitante que promete revelar muito sobre os buracos negros e sobre o Universo em geral nos pr\u00f3ximos anos. Espero que o XMM-Newton realize campanhas de observa\u00e7\u00e3o semelhantes para mais algumas gal\u00e1xias ativas nos pr\u00f3ximos anos, para que o m\u00e9todo esteja totalmente estabelecido quando a miss\u00e3o Athena for lan\u00e7ada.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ ESA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Cambridge (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Bristol (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
science alert<\/a>
Space Daily<\/a>
PHYSORG<\/a>
National Geographic<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro supermassivo:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Observat\u00f3rio XMM-Newton:<\/strong>
ESA<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

EHT (Event Horizon Telescope):<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

ATHENA:<\/strong>
ESA<\/a>
Universidade de Cantabria<\/a> 
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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