{"id":3109,"date":"2020-06-02T05:41:43","date_gmt":"2020-06-02T05:41:43","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3109"},"modified":"2020-06-02T05:41:55","modified_gmt":"2020-06-02T05:41:55","slug":"maxi-j1820070-surto-de-buraco-negro-apanhado-em-video","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/06\/02\/maxi-j1820070-surto-de-buraco-negro-apanhado-em-video\/","title":{"rendered":"MAXI J1820+070: surto de buraco negro “apanhado” em v\u00eddeo"},"content":{"rendered":"\n
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Imagem no vis\u00edvel e no infravermelho, de campo largo, em torno da posi\u00e7\u00e3o de MAXI J1820+070 no c\u00e9u (assinalado pela cruz).
Cr\u00e9dito: raios-X – NASA\/CXC\/Universidade de Paris\/M. Espinasse et al.; \u00f3tico\/IR: PanSTARRS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos encontraram um buraco negro a lan\u00e7ar material quente para o espa\u00e7o quase \u00e0 velocidade da luz. Este surto foi capturado numa nova anima\u00e7\u00e3o do Observat\u00f3rio de raios-X Chandra da NASA.<\/p>\n\n\n\n

O buraco negro e a sua estrela companheira comp\u00f5em o sistema chamado MAXI J1820+070, localizado na nossa Gal\u00e1xia a cerca de 10.000 anos-luz da Terra. O buraco negro no sistema MAXI J1820+070 tem uma massa de aproximadamente 8 vezes a do Sol, identificando-o como um buraco negro de massa estelar, formado pela destrui\u00e7\u00e3o de uma estrela massiva (isto em contraste com os buracos negros supermassivos que cont\u00eam milh\u00f5es ou milhares de milh\u00f5es de vezes a massa do Sol).<\/p>\n\n\n\n

A estrela companheira que orbita o buraco negro tem cerca de metade da massa do Sol. A forte gravidade do buraco negro puxa material da estrela companheira para um disco que emite raios-X situado em torno de si pr\u00f3prio.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto parte do g\u00e1s quente no disco cruza o “horizonte de eventos” (o ponto de n\u00e3o retorno) e cai no buraco negro, parte \u00e9 expelida para longe do buraco negro num par de feixes curtos de material, ou jatos. Estes jatos est\u00e3o apontados em dire\u00e7\u00f5es opostas, lan\u00e7ados de fora do horizonte de eventos ao longo das linhas do campo magn\u00e9tico. As novas imagens do comportamento deste buraco negro s\u00e3o baseadas em quatro observa\u00e7\u00f5es obtidas com o Chandra em novembro de 2018 e fevereiro, maio e junho de 2019, e foram relatadas num artigo liderado por Mathilde Espinasse da Universidade de Paris.<\/p>\n\n\n\n

O painel principal da imagem acima \u00e9 uma imagem \u00f3tica e infravermelha de campo largo da Via L\u00e1ctea pelo telesc\u00f3pio \u00f3tico PanSTARRS no Hawaii, com a posi\u00e7\u00e3o de MAXI J1820+070 acima do plano da Gal\u00e1xia assinalada por uma cruz. A inser\u00e7\u00e3o mostra uma anima\u00e7\u00e3o que percorre as quatro observa\u00e7\u00f5es do Chandra, em que o “dia 0” corresponde \u00e0 primeira observa\u00e7\u00e3o de 13 de novembro de 2018, cerca de quatro meses depois do lan\u00e7amento do jato. MAXI J1820+070 \u00e9 a brilhante fonte de raios-X no meio da imagem e as fontes de raios-X podem ser vistas a afastarem-se do buraco negro em jatos para norte e sul. MAXI J1820+070 \u00e9 uma fonte pontual de raios-X, embora pare\u00e7a ser muito maior do que um ponto porque \u00e9 bastante mais brilhante do que as fontes de jato. O jato sul \u00e9 demasiado fraco para ser detetado nas observa\u00e7\u00f5es de maio e junho de 2019.<\/p>\n\n\n\n

Qual \u00e9 a velocidade a que os jatos de material se afastam do buraco negro? Do ponto de vista da Terra, parece que o jato norte est\u00e1 a mover-se a 60% da velocidade da luz, enquanto o jato sul est\u00e1 a viajar a 160% da velocidade luz, o que parece imposs\u00edvel!<\/p>\n\n\n\n

Este \u00e9 um exemplo de movimento superluminal, um fen\u00f3meno que ocorre quando algo viaja na nossa dire\u00e7\u00e3o perto da velocidade da luz, ao longo de uma dire\u00e7\u00e3o pr\u00f3xima da nossa linha de vis\u00e3o. Isto significa que o objeto viaja quase t\u00e3o depressa na nossa dire\u00e7\u00e3o quanto a luz que gera, dando a ilus\u00e3o de que o movimento do jato \u00e9 mais r\u00e1pido do que a velocidade da luz. No caso de MAXI J1820+070, o jato sul est\u00e1 a apontar na nossa dire\u00e7\u00e3o e o jato norte est\u00e1 a apontar para longe de n\u00f3s, de modo que o jato sul parece estar a mover-se mais depressa do que o jato norte. A velocidade real das part\u00edculas nos dois jatos \u00e9 superior a 80% da velocidade da luz.<\/p>\n\n\n\n

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Ilustra\u00e7\u00e3o que mostra um buraco negro a puxar material de uma estrela companheira em \u00edntima \u00f3rbita. Parte deste g\u00e1s quente no disco vai atravessar o “horizonte de eventos” (o ponto de n\u00e3o retorno) e cair para o buraco negro, e outra parte ser\u00e1 expelida pelo buraco negro num par de feixes estreitos de material, ou jatos. Estes jatos t\u00eam dire\u00e7\u00f5es opostas, lan\u00e7ados de fora do horizonte de eventos ao longo das linhas do campo magn\u00e9tico.
Cr\u00e9dito: NASA\/CXC\/M. Weiss <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Apenas dois outros exemplos de expuls\u00f5es de alta velocidade foram observados em raios-X oriundos de buracos negros de massa estelar.<\/p>\n\n\n\n

MAXI J1820+070 tamb\u00e9m foi observado no r\u00e1dio por uma equipa liderada por Joe Bright, da Universidade de Oxford, que havia relatado anteriormente a dete\u00e7\u00e3o de movimento superluminal de fontes compactas baseado em apenas dados de r\u00e1dio que se estendiam desde o lan\u00e7amento dos jatos no dia 7 de julho de 2018, at\u00e9 ao final de 2018.<\/p>\n\n\n\n

Dado que as observa\u00e7\u00f5es do Chandra aproximadamente duplicaram o tempo de acompanhamento dos jatos, uma an\u00e1lise combinada dos dados de r\u00e1dio e dos novos dados do Chandra, por Espinasse e pela sua equipa, forneceu mais informa\u00e7\u00f5es. Isto inclui evid\u00eancias de que os jatos est\u00e3o a desacelerar \u00e0 medida que se afastam do buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

A maior parte da energia nos jatos n\u00e3o \u00e9 convertida em radia\u00e7\u00e3o, mas \u00e9 libertada quando as part\u00edculas nos jatos interagem com o material circundante. Estas intera\u00e7\u00f5es podem ser a causa da desacelera\u00e7\u00e3o dos jatos. Quando os jatos colidem com o material circundante no espa\u00e7o interestelar, ocorrem ondas de choque – semelhantes \u00e0s explos\u00f5es s\u00f3nicas provocadas por aeronaves supers\u00f3nicas. Este processo gera energias maiores que as do LHC (Large Hadron Collider).<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores estimam que cerca de 200 mil bili\u00f5es de quilogramas de material tenham sido expelidos pelo buraco negro nestes dois jatos lan\u00e7ados em julho de 2018. Esta quantidade de massa \u00e9 compar\u00e1vel \u00e0 que podia ficar acumulada no disco em torno do buraco negro no espa\u00e7o de algumas horas, e \u00e9 equivalente a cerca de mil Cometas Halley.<\/p>\n\n\n\n

Os estudos de MAXI J1820+070 e sistemas similares prometem ensinar-nos mais sobre os jatos produzidos por buracos negros de massa estelar e como libertam a sua energia quando interagem com o ambiente.<\/p>\n\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es r\u00e1dio realizadas com o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e com o MeerKAT tamb\u00e9m foram usadas para estudar os jatos de MAXI J1820+070.<\/p>\n\n\n\n

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edi\u00e7\u00e3o mais recente da revista The Astrophysical Journal Letters e est\u00e1 dispon\u00edvel online.<\/p>\n\n\n\n

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