{"id":5843,"date":"2023-02-28T07:25:04","date_gmt":"2023-02-28T06:25:04","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5843"},"modified":"2023-02-28T07:27:05","modified_gmt":"2023-02-28T06:27:05","slug":"a-danca-de-buracos-negros-supermassivos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/02\/28\/a-danca-de-buracos-negros-supermassivos\/","title":{"rendered":"A dan\u00e7a de buracos negros supermassivos<\/strong>"},"content":{"rendered":"
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O painel da esquerda mostra uma imagem ultravioleta profunda de OJ 287 e do seu ambiente obtida com o Swift. Esta \u00e9 uma das imagens UV mais profundas daquela parte do c\u00e9u alguma vez tirada, combinando 560 exposi\u00e7\u00f5es individuais. A fonte mais brilhante no campo \u00e9 OJ 287. A regi\u00e3o do buraco negro bin\u00e1rio, propriamente dita, n\u00e3o pode ser resolvida na imagem UV. O painel da direita representa uma impress\u00e3o de artista do n\u00facleo de OJ 287, incluindo o disco de acre\u00e7\u00e3o, o jato e um segundo buraco negro em \u00f3rbita do buraco negro prim\u00e1rio que tem uma massa de 100 milh\u00f5es de massas solares.
Cr\u00e9dito: S. Komossa et al.; NASA\/JPL-Caltech<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Um estudo a longo prazo com dados de quatro telesc\u00f3pios, desde o r\u00e1dio a altas frequ\u00eancias, penetrou no n\u00facleo da muito discutida gal\u00e1xia ativa OJ 287, revelando mais detalhes sobre o seu interior. Os resultados da equipa internacional, liderada por Stefanie Komossa do Instituto Max Planck para Radioastronomia, refor\u00e7am as evid\u00eancias de um buraco negro bin\u00e1rio e colocam novamente o buraco negro prim\u00e1rio na “balan\u00e7a”.<\/p>\n\n\n\n

Os blazares s\u00e3o uma classe especial de gal\u00e1xias ativas caracterizadas por uma atividade elevada e luminosidade extrema. Os “motores” destas gal\u00e1xias s\u00e3o buracos negros escondidos dentro dos seus n\u00facleos, milh\u00f5es a milhares de milh\u00f5es de vezes mais massivos do que o nosso Sol. Estes “motores” foram alimentados ao longo da hist\u00f3ria do Universo, especialmente quando as gal\u00e1xias colidiam. A fus\u00e3o subsequente das gal\u00e1xias criou buracos negros bin\u00e1rios supermassivos. O estudo de tais pares de buracos negros revela muito sobre a evolu\u00e7\u00e3o das gal\u00e1xias e sobre o crescimento dos buracos negros.<\/p>\n\n\n\n

Um buraco negro na “balan\u00e7a”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

OJ 287 \u00e9 uma das melhores candidatas a acolher um buraco negro bin\u00e1rio supermassivo e compacto. Uma indica\u00e7\u00e3o disto s\u00e3o as explos\u00f5es excecionais de radia\u00e7\u00e3o produzidas por processos no centro da gal\u00e1xia, que se repetem a cada 11 a 12 anos. Estritamente falando, cada explos\u00e3o consiste em dois picos separados por cerca de um ano. Estas explos\u00f5es repetidas s\u00e3o t\u00e3o not\u00e1veis que v\u00e1rios modelos bin\u00e1rios diferentes foram propostos e discutidos na literatura com o intuito de os explicar. A equipa liderada por Stefanie Komossa, no Instituto Max Planck para Radioastronomia, reviu agora o modelo anteriormente preferido, levando a cabo uma campanha de observa\u00e7\u00e3o sistem\u00e1tica e sem precedentes. No processo, os investigadores tamb\u00e9m determinaram diretamente, e pela primeira vez, a massa do buraco negro prim\u00e1rio. Com 100 milh\u00f5es de massas solares, \u00e9 provavelmente cerca de cem vezes mais pequeno do que se pensava. A nova estimativa da massa do buraco negro parece tamb\u00e9m explicar toda a hist\u00f3ria dos surtos de radia\u00e7\u00e3o de OJ 287, que foram agora mapeadas com grande detalhe.<\/p>\n\n\n\n

Revelando o invis\u00edvel<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A gal\u00e1xia OJ 287 est\u00e1 demasiado longe para os telesc\u00f3pios resolverem o n\u00facleo compacto em torno dos buracos negros suspeitos. Contudo, uma vez que esta regi\u00e3o domina o brilho de toda a gal\u00e1xia, a radia\u00e7\u00e3o que emerge do n\u00facleo \u00e9 facilmente detet\u00e1vel na Terra e permite aos astr\u00f3nomos reconstruir, com algumas limita\u00e7\u00f5es, os processos escondidos no interior do n\u00facleo brilhante. Para tal, conv\u00e9m conhecer os processos subjacentes. A mat\u00e9ria de um disco que rodeia o buraco negro e que se desloca para dentro perde energia gravitacional sob a forma de radia\u00e7\u00e3o \u00f3tica e ultravioleta. Um jato lan\u00e7ado dos arredores do “motor” central acelera as part\u00edculas para longe. Este fluxo de mat\u00e9ria muitas vezes altamente relativista emite radia\u00e7\u00e3o intensa que vai desde o r\u00e1dio at\u00e9 aos raios-X e raios-gama.<\/p>\n\n\n\n

“OJ 287 \u00e9 um excelente laborat\u00f3rio para estudar os processos f\u00edsicos que reinam num dos ambientes astrof\u00edsicos mais extremos: discos e jatos de mat\u00e9ria nas imedia\u00e7\u00f5es de um ou dois buracos negros supermassivos”, diz Komossa, autora principal de dois estudos aqui apresentados. “Por conseguinte, inici\u00e1mos o projeto MOMO (“Multiwavelength Observations and Modelling of OJ 287″). Consiste em observa\u00e7\u00f5es de alta cad\u00eancia de OJ 287 em mais de 14 frequ\u00eancias, desde o r\u00e1dio at\u00e9 \u00e0s altas energias com a dura\u00e7\u00e3o de anos, e acompanhamentos dedicados em m\u00faltiplas instala\u00e7\u00f5es terrestres e espaciais quando o blazar se encontra em estados excecionais”.<\/p>\n\n\n\n

Os surtos de OJ 287 podem ser explicados pelo modelo de um buraco negro bin\u00e1rio, em particular pelo movimento do segundo buraco negro, de massa mais baixa, em \u00f3rbita do buraco negro prim\u00e1rio. Na sua \u00f3rbita inclinada, perturba ou o jato ou o disco de mat\u00e9ria, provocando assim as explos\u00f5es peri\u00f3dicas de OJ 287. As medi\u00e7\u00f5es com o radiotelesc\u00f3pio de Effelsberg de 100 metros atribuem o surto mais recente diretamente ao jato. \u00c9 como olhar para um foco luminoso que brilha mais do que tudo o que est\u00e1 por detr\u00e1s dele.<\/p>\n\n\n

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Os telesc\u00f3pios usados para as observa\u00e7\u00f5es incluem dois radiotelesc\u00f3pios, a antena de 100 metros de Effelsberg na Alemanha e o SMA (Submilimeter Array) no Hawaii, e dois observat\u00f3rios espaciais: o Fermi (raios-gama) e o Observat\u00f3rio Neil Gehrels Swift no \u00f3tico, UV e em raios-X.
Cr\u00e9dito: NASA (imagens dos sat\u00e9lites Fermi e Swift), N. Junkes (Effelsberg), J. Weintroub (SMA)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Evid\u00eancias fortes de dois buracos negros supermassivos no n\u00facleo<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O modelo mais avan\u00e7ado que descreve os processos no centro de OJ 287 assumiu um buraco negro prim\u00e1rio cem mil milh\u00f5es de vezes mais massivo do que o Sol. De acordo com este modelo, o pr\u00f3ximo surto teria tido lugar em outubro de 2022. Os dados reais n\u00e3o confirmaram esta previs\u00e3o. Ao inv\u00e9s, gra\u00e7as \u00e0 densa cobertura da campanha MOMO, os astr\u00f3nomos descobriram este surto muito mais cedo, entre 2016 e 2017. O modelo anteriormente favorecido foi, portanto, falsificado. Os investigadores reavaliaram ent\u00e3o a massa do buraco negro prim\u00e1rio. Ao que parece, o buraco negro \u00e9 100 vezes mais leve do que se pensava anteriormente. Como resultado, a \u00f3rbita do buraco negro secund\u00e1rio em torno do buraco negro prim\u00e1rio deveria oscilar muito menos. Este comportamento tem implica\u00e7\u00f5es diretas nas explos\u00f5es previstas, que s\u00e3o agora consistentes tanto com medi\u00e7\u00f5es hist\u00f3rias como recentes. “Este resultado \u00e9 muito importante, pois a massa \u00e9 um par\u00e2metro chave nos modelos que estudam a evolu\u00e7\u00e3o deste sistema bin\u00e1rio: qual \u00e9 a separa\u00e7\u00e3o dos buracos negros? Quando se v\u00e3o fundir? Qu\u00e3o forte \u00e9 o seu sinal de ondas gravitacionais?”, diz Dirk Grupe da Universidade do Norte do Kentucky, EUA, coautor de ambos os estudos.<\/p>\n\n\n\n

Ondas gravitacionais e uma fotografia?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os resultados da campanha MOMO d\u00e3o otimismo aos autores de que os futuros observat\u00f3rios espaciais v\u00e3o ser capazes de detetar ondas gravitacionais deste ou de sistemas bin\u00e1rios semelhantes. Pode at\u00e9 ser poss\u00edvel resolver espacialmente os dois buracos negros em OJ 287 com uma grande rede de radiotelesc\u00f3pios, tal como o EHT (Event Horizon Telescope) ou o SKA (Square Kilometre Array), este ainda em constru\u00e7\u00e3o. Esta seria a primeira dete\u00e7\u00e3o direta de um sistema \u00edntimo constitu\u00eddo por dois buracos negros supermassivos no centro de uma gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Instituto Max Planck (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Instituto Max Planck para Radioastronomia (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Columbia (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (arXiv.org)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (arXiv.org)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico sobre o projeto MOMO (Astronomical Notes)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico sobre o projeto MOMO (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

OJ 287:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Blazar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

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

Radiotelesc\u00f3pio de Effelsberg:<\/strong>
Instituto Max Planck para Radioastronomia<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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