{"id":6877,"date":"2024-04-02T06:27:04","date_gmt":"2024-04-02T05:27:04","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6877"},"modified":"2024-04-02T06:27:05","modified_gmt":"2024-04-02T05:27:05","slug":"solucos-persistentes-numa-galaxia-distante-chamam-a-atencao-dos-astronomos-para-um-novo-comportamento-dos-buracos-negros","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/04\/02\/solucos-persistentes-numa-galaxia-distante-chamam-a-atencao-dos-astronomos-para-um-novo-comportamento-dos-buracos-negros\/","title":{"rendered":"“Solu\u00e7os” persistentes numa gal\u00e1xia distante chamam a aten\u00e7\u00e3o dos astr\u00f3nomos para um novo comportamento dos buracos negros"},"content":{"rendered":"
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Os cientistas descobriram um grande buraco negro que “solu\u00e7a”, libertando plumas de g\u00e1s. A an\u00e1lise revelou que um pequeno buraco negro estava a perfurar repetidamente o disco de g\u00e1s do buraco negro maior, provocando a liberta\u00e7\u00e3o das plumas. Poderosos campos magn\u00e9ticos, a norte e a sul do buraco negro e representados pelo cone cor de laranja, atiram a pluma para cima e para fora do disco. De cada vez que o buraco negro menor perfura o disco, ejeta outra pluma, num padr\u00e3o regular e peri\u00f3dico.
Cr\u00e9dito: Jose-Luis Olivares, MIT<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

No cora\u00e7\u00e3o de uma gal\u00e1xia long\u00ednqua, um buraco negro supermassivo parece ter tido um caso de solu\u00e7os.<\/p>\n\n\n\n

Astr\u00f3nomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology), da It\u00e1lia, da Ch\u00e9quia e de outros pa\u00edses descobriram que um buraco negro anteriormente calmo, que se situa no centro de uma gal\u00e1xia a cerca de 800 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia, entrou subitamente em erup\u00e7\u00e3o, libertando plumas de g\u00e1s a cada 8,5 dias antes de voltar ao seu estado normal e calmo.<\/p>\n\n\n\n

Os solu\u00e7os peri\u00f3dicos s\u00e3o um novo comportamento que at\u00e9 agora n\u00e3o tinha sido observado em buracos negros. Os cientistas pensam que a explica\u00e7\u00e3o mais prov\u00e1vel para os surtos prov\u00e9m de um segundo buraco negro, mais pequeno, que est\u00e1 a girar em torno do buraco negro supermassivo central e a lan\u00e7ar material do disco de g\u00e1s do buraco negro maior a cada 8,5 dias.<\/p>\n\n\n\n

As descobertas da equipa, publicadas na revista Science Advances, desafiam a imagem convencional dos discos de acre\u00e7\u00e3o dos buracos negros, que os cientistas supunham serem discos de g\u00e1s relativamente uniformes. Os novos resultados sugerem que os discos de acre\u00e7\u00e3o podem ser mais variados no seu conte\u00fado, possivelmente contendo outros buracos negros e at\u00e9 estrelas inteiras.<\/p>\n\n\n\n

“Pens\u00e1vamos que sab\u00edamos muito sobre os buracos negros, mas isto diz-nos que h\u00e1 muitas mais coisas que eles podem fazer”, afirma o autor do estudo, Dheeraj “DJ” Pasham, investigador do Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Investiga\u00e7\u00e3o Espacial do MIT. “Pensamos que haver\u00e1 muitos mais sistemas como este e s\u00f3 precisamos de recolher mais dados para os encontrar”.<\/p>\n\n\n\n

Os coautores do estudo do MIT incluem o p\u00f3s-doutorado Peter Kosec, a estudante Megan Masterson, a professora associada Erin Kara, o investigador principal Ronald Remillard e o antigo investigador Michael Fausnaugh, juntamente com colaboradores de v\u00e1rias institui\u00e7\u00f5es, incluindo a Universidade Tor Vergata de Roma, o Instituto Astron\u00f3mico da Academia Checa de Ci\u00eancias e a Universidade Masaryk na Ch\u00e9quia.<\/p>\n\n\n\n

“Us\u00e1-lo ou perd\u00ea-lo”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

As descobertas da equipa resultaram de uma dete\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica pelo ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), uma rede de 20 telesc\u00f3pios rob\u00f3ticos situados em v\u00e1rios locais dos hemisf\u00e9rios norte e sul. Os telesc\u00f3pios fazem um levantamento autom\u00e1tico de todo o c\u00e9u, uma vez por dia, em busca de sinais de supernovas e outros fen\u00f3menos transientes.<\/p>\n\n\n\n

Em dezembro de 2020, o levantamento detetou uma explos\u00e3o de luz numa gal\u00e1xia a cerca de 800 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. Essa parte espec\u00edfica do c\u00e9u tinha estado relativamente calma e escura at\u00e9 \u00e0 dete\u00e7\u00e3o pelos telesc\u00f3pios, quando a gal\u00e1xia subitamente se iluminou por um fator de 1000. Pasham, que por acaso viu a dete\u00e7\u00e3o ser comunicada num alerta cient\u00edfico, escolheu focar-se na erup\u00e7\u00e3o com o NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) da NASA, um telesc\u00f3pio de raios X a bordo da Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional que monitoriza continuamente o c\u00e9u em busca de explos\u00f5es de raios X que possam assinalar atividade de estrelas de neutr\u00f5es, buracos negros e outros fen\u00f3menos gravitacionais extremos. O momento foi fortuito, pois estava a chegar ao fim o per\u00edodo de um ano durante o qual Pasham tinha autoriza\u00e7\u00e3o para apontar, ou “ativar”, o telesc\u00f3pio.<\/p>\n\n\n\n

“Era us\u00e1-lo ou perd\u00ea-lo, e acabou por ser a minha melhor oportunidade”, disse.<\/p>\n\n\n\n

Treinou o NICER para observar a gal\u00e1xia long\u00ednqua enquanto esta continuava o seu surto. A explos\u00e3o durou cerca de quatro meses antes de se extinguir. Durante esse tempo, o NICER efetuou medi\u00e7\u00f5es das emiss\u00f5es de raios X da gal\u00e1xia numa base di\u00e1ria e de alta cad\u00eancia. Quando Pasham analisou atentamente os dados, notou um padr\u00e3o curioso na erup\u00e7\u00e3o de quatro meses: quedas subtis, numa banda muito estreita de raios X, que pareciam reaparecer a cada 8,5 dias.<\/p>\n\n\n\n

Parecia que a explos\u00e3o de energia oriunda da gal\u00e1xia diminu\u00eda periodicamente a cada 8,5 dias. O sinal \u00e9 semelhante ao que os astr\u00f3nomos veem quando um planeta em \u00f3rbita passa em frente da sua estrela hospedeira, bloqueando brevemente a luz da estrela. Mas nenhuma estrela seria capaz de bloquear uma erup\u00e7\u00e3o de uma gal\u00e1xia inteira.<\/p>\n\n\n\n

“Estava a co\u00e7ar a cabe\u00e7a para perceber o que isto significava, porque este padr\u00e3o n\u00e3o se encaixa em nada do que sabemos sobre estes sistemas”, recorda Pasham.<\/p>\n\n\n\n

Aproveitando a oportunidade<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Enquanto procurava uma explica\u00e7\u00e3o para as quedas peri\u00f3dicas, Pasham deparou-se com um artigo cient\u00edfico recente de f\u00edsicos te\u00f3ricos da Ch\u00e9quia. Os te\u00f3ricos tinham descoberto, de forma independente, que era teoricamente poss\u00edvel que um buraco negro supermassivo central de uma gal\u00e1xia albergasse um segundo buraco negro muito mais pequeno. Esse buraco negro mais pequeno poderia orbitar a um \u00e2ngulo do disco de acre\u00e7\u00e3o do seu companheiro maior.<\/p>\n\n\n\n

De acordo com a proposta dos te\u00f3ricos, o buraco negro secund\u00e1rio perfuraria periodicamente o disco do buraco negro prim\u00e1rio \u00e0 medida que orbitasse. No processo, libertaria uma pluma de g\u00e1s, como uma abelha a voar atrav\u00e9s de uma nuvem de p\u00f3len. Poderosos campos magn\u00e9ticos, a norte e a sul do buraco negro, poderiam ent\u00e3o atirar a pluma para cima e para fora do disco. De cada vez que o buraco negro mais pequeno atravessasse o disco, ejetaria outra pluma num padr\u00e3o regular e peri\u00f3dico. Se essa pluma apontasse na dire\u00e7\u00e3o de um telesc\u00f3pio em observa\u00e7\u00e3o, este poderia ver a pluma como uma queda na energia global da gal\u00e1xia, bloqueando brevemente, e de vez em quando, a luz do disco.<\/p>\n\n\n\n

“Fiquei muito entusiasmado com esta teoria e enviei-lhes imediatamente um e-mail a dizer: ‘Acho que estamos a observar exatamente o que a vossa teoria previu'”, diz Pasham.<\/p>\n\n\n\n

Ele e os cientistas checos juntaram-se para testar a ideia, com simula\u00e7\u00f5es que incorporavam as observa\u00e7\u00f5es do NICER da explos\u00e3o original e as quedas regulares de 8,5 dias. O que descobriram apoia a teoria: a erup\u00e7\u00e3o observada foi provavelmente um sinal de um segundo buraco negro mais pequeno, que orbita um buraco negro supermassivo central e que perfura periodicamente o seu disco.<\/p>\n\n\n

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Uma simula\u00e7\u00e3o de um buraco negro de massa interm\u00e9dia a orbitar um buraco negro supermassivo e a incitar plumas de g\u00e1s peri\u00f3dicas que podem explicar as observa\u00e7\u00f5es.
Cr\u00e9dito: Petra Sukova, Instituto Astron\u00f3mico da Academia Checa de Ci\u00eancias<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Especificamente, a equipa descobriu que a gal\u00e1xia estava relativamente calma antes da dete\u00e7\u00e3o de dezembro de 2020. A equipa estima que o buraco negro supermassivo central da gal\u00e1xia tenha uma massa equivalente a 50 milh\u00f5es de s\u00f3is. Antes da explos\u00e3o, o buraco negro pode ter tido um disco de acre\u00e7\u00e3o t\u00e9nue e difuso em seu redor, enquanto um segundo buraco negro mais pequeno, com 100 a 10.000 massas solares, orbitava em relativa obscuridade.<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores suspeitam que, em dezembro de 2020, um terceiro objeto – provavelmente uma estrela pr\u00f3xima – se aproximou demasiado do sistema e foi dilacerada pela imensa gravidade do buraco negro supermassivo – um evento que os astr\u00f3nomos conhecem como “evento de perturba\u00e7\u00e3o de mar\u00e9s”. O s\u00fabito fluxo de material estelar iluminou momentaneamente o disco de acre\u00e7\u00e3o do buraco negro, \u00e0 medida que os detritos estelares se precipitavam no buraco negro. Ao longo de quatro meses, o buraco negro alimentou-se dos detritos enquanto o segundo buraco negro continuava a orbitar. Ao perfurar o disco, ejetava uma pluma muito maior do que normalmente faria, que por acaso foi libertada diretamente na dire\u00e7\u00e3o do telesc\u00f3pio NICER.<\/p>\n\n\n\n

A equipa realizou numerosas simula\u00e7\u00f5es para testar as quedas peri\u00f3dicas. A explica\u00e7\u00e3o mais prov\u00e1vel, concluem, \u00e9 um novo tipo de sistema “David e Golias” – um buraco negro min\u00fasculo, de massa interm\u00e9dia, a girar em torno de um buraco negro supermassivo.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 um cen\u00e1rio novo”, diz Pasham. “N\u00e3o se enquadra em nada do que sabemos sobre estes sistemas. Estamos a ver ind\u00edcios de objetos a entrar e a atravessar o disco, em diferentes \u00e2ngulos, o que desafia a imagem tradicional de um simples disco gasoso em torno de buracos negros. Pensamos que h\u00e1 uma enorme popula\u00e7\u00e3o destes sistemas por a\u00ed”.<\/p>\n\n\n\n

“Este \u00e9 um exemplo brilhante de como usar os detritos de uma estrela dilacerada para iluminar o interior de um n\u00facleo gal\u00e1ctico que, de outra forma, permaneceria escuro. \u00c9 como usar um corante fluorescente para encontrar uma fuga num cano”, diz Richard Saxton, astr\u00f3nomo de raios X do ESAC (European Space Astronomy Centre) em Madrid, que n\u00e3o esteve envolvido no estudo. “Este resultado mostra que bin\u00e1rios de buracos negros supermassivos muito \u00edntimos podem ser comuns nos n\u00facleos gal\u00e1cticos, o que \u00e9 um desenvolvimento muito excitante para futuros detetores de ondas gravitacionais.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ MIT (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ NICER (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Science Advances)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

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