{"id":6108,"date":"2023-06-09T06:23:45","date_gmt":"2023-06-09T05:23:45","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6108"},"modified":"2023-06-09T06:23:46","modified_gmt":"2023-06-09T05:23:46","slug":"primeira-detecao-do-buraco-negro-supermassivo-secundario-num-sistema-binario-bem-conhecido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/06\/09\/primeira-detecao-do-buraco-negro-supermassivo-secundario-num-sistema-binario-bem-conhecido\/","title":{"rendered":"Primeira dete\u00e7\u00e3o do buraco negro supermassivo secund\u00e1rio num sistema bin\u00e1rio bem conhecido"},"content":{"rendered":"\n<p>Uma equipa internacional de astr\u00f3nomos observou o segundo dos dois buracos negros supermassivos que se orbitam um ao outro na gal\u00e1xia ativa OJ 287.<\/p>\n\n\n\n<p>Os buracos negros supermassivos, que t\u00eam v\u00e1rios milhares de milh\u00f5es de vezes a massa do nosso Sol, est\u00e3o presentes nos centros das gal\u00e1xias ativas. Os astr\u00f3nomos observam-nos como n\u00facleos gal\u00e1cticos brilhantes onde o buraco negro supermassivo da gal\u00e1xia devora mat\u00e9ria de um violento remoinho chamado disco de acre\u00e7\u00e3o. Alguma da mat\u00e9ria \u00e9 espremida para fora num poderoso jato. Este processo faz com que o n\u00facleo gal\u00e1ctico brilhe intensamente em todo o espectro eletromagn\u00e9tico.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large\"><a href=\"https:\/\/www.utu.fi\/sites\/default\/files\/inline-images\/apjaadd95f2_hr_0.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"578\" src=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/STWOBNmk_o-1024x578.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-6109\" srcset=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/STWOBNmk_o-1024x578.jpg 1024w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/STWOBNmk_o-300x169.jpg 300w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/STWOBNmk_o-768x433.jpg 768w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/STWOBNmk_o.jpg 1280w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Ilustra\u00e7\u00e3o art\u00edstica de OJ287 como um sistema bin\u00e1rio de buracos negros. O buraco negro secund\u00e1rio com 150 milh\u00f5es de massas solares move-se em torno do buraco negro prim\u00e1rio com 18 mil milh\u00f5es de massas solares. Um disco de g\u00e1s rodeia este \u00faltimo. O buraco negro secund\u00e1rio \u00e9 for\u00e7ado a chocar com o disco de acre\u00e7\u00e3o duas vezes durante a sua \u00f3rbita de 12 anos. O impacto produz um clar\u00e3o azul que foi detetado em fevereiro de 2022. Al\u00e9m disso, o impacto tamb\u00e9m induz o buraco negro secund\u00e1rio a explos\u00f5es brilhantes de radia\u00e7\u00e3o v\u00e1rias semanas antes, e estas explos\u00f5es tamb\u00e9m foram detetadas como um sinal direto do buraco negro secund\u00e1rio.<br>Cr\u00e9dito: AAS 2018<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>Num estudo recente, os astr\u00f3nomos encontraram evid\u00eancias da exist\u00eancia de dois buracos negros supermassivos a orbitarem-se um ao outro, atrav\u00e9s de sinais provenientes dos jatos associados \u00e0 acre\u00e7\u00e3o de mat\u00e9ria em ambos os buracos negros. A gal\u00e1xia, ou quasar, como \u00e9 tecnicamente designada, chama-se OJ 287 e \u00e9 estudada em pormenor e melhor compreendida como tendo um buraco negro bin\u00e1rio. No c\u00e9u, os buracos negros est\u00e3o t\u00e3o pr\u00f3ximos um do outro que parecem um \u00fanico ponto. O facto deste ponto ser na realidade constitu\u00eddo por dois buracos negros torna-se evidente ao detetar que emite dois tipos diferentes de sinais.<\/p>\n\n\n\n<p>A gal\u00e1xia ativa OJ 287 situa-se na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Caranguejo, a uma dist\u00e2ncia de cerca de 5 mil milh\u00f5es de anos-luz, e tem sido observada pelos astr\u00f3nomos desde 1888. J\u00e1 h\u00e1 mais de 40 anos, o astr\u00f3nomo da Universidade de Turku, Aimo Sillanp\u00e4\u00e4, e os seus colaboradores repararam que existe um padr\u00e3o proeminente na sua emiss\u00e3o que tem dois ciclos, um de cerca de 12 anos e o mais longo com cerca de 55 anos. Sugeriram que os dois ciclos resultam do movimento orbital de dois buracos negros um em torno do outro. O ciclo mais curto \u00e9 o ciclo orbital e o mais longo resulta de uma evolu\u00e7\u00e3o lenta da orienta\u00e7\u00e3o da \u00f3rbita.<\/p>\n\n\n\n<p>O movimento orbital \u00e9 revelado por uma s\u00e9rie de surtos que surgem quando o buraco negro secund\u00e1rio mergulha regularmente atrav\u00e9s do disco de acre\u00e7\u00e3o do buraco negro prim\u00e1rio a velocidades que s\u00e3o uma fra\u00e7\u00e3o inferior \u00e0 da velocidade da luz. Este mergulho do buraco negro secund\u00e1rio aquece o material do disco e o g\u00e1s quente \u00e9 libertado sob a forma de bolhas em expans\u00e3o. Estas bolhas quentes demoram meses a arrefecer enquanto irradiam e causam um clar\u00e3o de luz &#8211; uma esp\u00e9cie de proemin\u00eancia &#8211; que dura cerca de duas semanas e \u00e9 mais brilhante do que um bili\u00e3o de estrelas.<\/p>\n\n\n\n<p>Ap\u00f3s d\u00e9cadas de esfor\u00e7os para estimar o momento do mergulho do buraco negro secund\u00e1rio atrav\u00e9s do disco de acre\u00e7\u00e3o, astr\u00f3nomos da Universidade de Turku, na Finl\u00e2ndia, liderados por Mauri Valtonen, o seu colaborador Achamveedu Gopakumar do Instituto Tata de Investiga\u00e7\u00e3o Fundamental em Mumbai, na \u00cdndia, e outros, conseguiram modelar a \u00f3rbita e prever com precis\u00e3o quando estes surtos iriam ocorrer.<\/p>\n\n\n\n<p>Campanhas de observa\u00e7\u00e3o bem-sucedidas em 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 e 2019 permitiram \u00e0 equipa observar as erup\u00e7\u00f5es de luz previstas e confirmar a presen\u00e7a de um par de buracos negros supermassivos em OJ 287.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;O n\u00famero total de erup\u00e7\u00f5es previstas \u00e9 agora de 26 e quase todas foram observadas. O maior buraco negro deste par tem mais de 18 mil milh\u00f5es de vezes a massa do nosso Sol, enquanto o companheiro \u00e9 cerca de 100 vezes mais leve e a sua \u00f3rbita \u00e9 oblonga e n\u00e3o circular&#8221;, afirma o professor Achamveedu Gopakumar.<\/p>\n\n\n\n<p>Apesar destes esfor\u00e7os, os astr\u00f3nomos n\u00e3o tinham conseguido observar um sinal direto do buraco negro mais pequeno. Antes de 2021, a sua exist\u00eancia s\u00f3 tinha sido deduzida indiretamente a partir das erup\u00e7\u00f5es e da forma como faz oscilar o jato do buraco negro maior.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Os dois buracos negros est\u00e3o t\u00e3o pr\u00f3ximos um do outro no c\u00e9u que n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel v\u00ea-los separadamente, eles fundem-se num \u00fanico ponto nos nossos telesc\u00f3pios. S\u00f3 se virmos claramente sinais separados de cada buraco negro \u00e9 que podemos dizer que os &#8216;vimos&#8217; a ambos&#8221;, diz o autor principal, o professor Mauri Valtonen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Observado, diretamente e pela primeira vez, o sinal do buraco negro mais pequeno<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>De forma entusiasmante, as campanhas de observa\u00e7\u00e3o de OJ 287 em 2021\/2022, utilizando um grande n\u00famero de telesc\u00f3pios de v\u00e1rios tipos, permitiram aos investigadores obter, pela primeira vez, observa\u00e7\u00f5es do buraco negro secund\u00e1rio a atravessar o disco de acre\u00e7\u00e3o e dos sinais provenientes do pr\u00f3prio buraco negro mais pequeno.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;O per\u00edodo de 2021\/2022 teve um significado especial no estudo de OJ 287. Anteriormente, tinha sido previsto que durante este per\u00edodo o buraco negro secund\u00e1rio mergulharia atrav\u00e9s do disco de acre\u00e7\u00e3o do seu companheiro mais massivo. Esperava-se que este mergulho produzisse um clar\u00e3o muito azul logo ap\u00f3s o impacto e foi de facto observado, poucos dias depois do tempo previsto, por Martin Jelinek e associados da Universidade T\u00e9cnica Checa e do Instituto Astron\u00f3mico da Ch\u00e9quia,&#8221; disse o professor Mauri Valtonen.<\/p>\n\n\n\n<p>No entanto, tivemos duas grandes surpresas &#8211; novos tipos de erup\u00e7\u00f5es que n\u00e3o tinham sido detetados antes. O primeiro s\u00f3 foi visto por uma campanha de observa\u00e7\u00e3o detalhada por Staszek Zola da Universidade Jaguel\u00f3nica de Crac\u00f3via, Pol\u00f3nia, e por uma boa raz\u00e3o. Zola e a sua equipa observaram uma grande proemin\u00eancia, que produziu 100 vezes mais luz do que uma gal\u00e1xia inteira, e que durou apenas um dia.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;De acordo com as estimativas, a erup\u00e7\u00e3o ocorreu pouco depois do buraco negro mais pequeno ter recebido uma dose massiva de novo g\u00e1s para engolir durante o seu mergulho. \u00c9 o processo de degluti\u00e7\u00e3o que leva ao s\u00fabito aumento de brilho de OJ 287. Pensa-se que este processo deu poder ao jato que \u00e9 disparado do buraco negro mais pequeno de OJ 287. Um evento como este foi previsto h\u00e1 dez anos, mas s\u00f3 foi confirmado agora&#8221;, explica Valtonen.<\/p>\n\n\n\n<p>O segundo sinal inesperado veio dos raios gama e foi observado pelo telesc\u00f3pio Fermi da NASA. A maior explos\u00e3o de raios gama em OJ287 dos \u00faltimos seis anos ocorreu precisamente quando o buraco negro mais pequeno atravessou o disco de g\u00e1s do buraco negro prim\u00e1rio. O jato do buraco negro mais pequeno interage com o disco de g\u00e1s, e esta intera\u00e7\u00e3o leva \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de raios gama. Para confirmar esta ideia, os investigadores verificaram que uma erup\u00e7\u00e3o de raios gama semelhante j\u00e1 tinha ocorrido em 2013, quando o buraco negro pequeno atravessou o disco de g\u00e1s pela \u00faltima vez, visto da mesma dire\u00e7\u00e3o de observa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Ent\u00e3o e aquele surto que durou um dia, porque \u00e9 que n\u00e3o o vimos antes? OJ 287 tem sido registado em fotografias desde 1888 e tem sido intensamente seguido desde 1970. Acontece que tivemos simplesmente pouca sorte. Ningu\u00e9m observou OJ 287 exatamente nas noites em que fez aquela proeza com a dura\u00e7\u00e3o de um s\u00f3 dia. E sem a monitoriza\u00e7\u00e3o intensa do grupo de Zola, tamb\u00e9m n\u00e3o o ter\u00edamos observado desta vez&#8221;, afirma Valtonen.<\/p>\n\n\n\n<p>Estes esfor\u00e7os fazem de OJ 287 o melhor candidato a par de buracos negros supermassivos que est\u00e1 a libertar ondas gravitacionais em frequ\u00eancias de nano-hertz. Al\u00e9m disso, OJ 287 est\u00e1 a ser monitorizado regularmente pelos cons\u00f3rcios EHT (Event Horizon Telescope) e GMVA (Global mm-VLBI Array) para procurar evid\u00eancias adicionais da presen\u00e7a de um par de buracos negros supermassivos no seu centro e, em particular, para tentar obter a imagem r\u00e1dio do jato secund\u00e1rio.<\/p>\n\n\n\n<p><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.utu.fi\/en\/news\/press-release\/first-detection-of-secondary-supermassive-black-hole-in-a-well-known-binary\" target=\"_blank\">\/\/ Universidade de Turku (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/academic.oup.com\/mnras\/article\/521\/4\/6143\/7086128?login=false\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>OJ 287:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/OJ_287\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Buraco negro supermassivo:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Supermassive_black_hole\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Telesc\u00f3pio Espacial Fermi:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.nasa.gov\/mission_pages\/GLAST\/main\/index.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">NASA<\/a><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/GLAST_telescope\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>EHT (Event Horizon Telescope):<\/strong><br><a href=\"http:\/\/www.eventhorizontelescope.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina principal<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Event_Horizon_Telescope\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><strong>GMVA (Global Millimetre VLBI Array):<\/strong><br><a href=\"https:\/\/www3.mpifr-bonn.mpg.de\/div\/vlbi\/globalmm\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina principal<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uma equipa internacional de astr\u00f3nomos observou o segundo dos dois buracos negros supermassivos que se orbitam um ao outro na gal\u00e1xia ativa OJ 287. 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