{"id":7438,"date":"2024-11-08T07:16:44","date_gmt":"2024-11-08T06:16:44","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7438"},"modified":"2024-11-08T07:16:45","modified_gmt":"2024-11-08T06:16:45","slug":"os-astronomos-encontraram-o-buraco-negro-que-mais-depressa-se-alimenta-no-universo-primitivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/11\/08\/os-astronomos-encontraram-o-buraco-negro-que-mais-depressa-se-alimenta-no-universo-primitivo\/","title":{"rendered":"Os astr\u00f3nomos encontraram o buraco negro que mais depressa se alimenta no Universo primitivo"},"content":{"rendered":"
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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra uma gal\u00e1xia an\u00e3 vermelha do in\u00edcio do Universo que alberga no seu centro um buraco negro que se alimenta a um grande ritmo. Usando dados do Webb e do Observat\u00f3rio de raios X Chandra da NASA, uma equipa de astr\u00f3nomos descobriu este buraco negro supermassivo de baixa massa no centro de uma gal\u00e1xia apenas 1,5 mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Est\u00e1 a acretar mat\u00e9ria a um ritmo fenomenal – mais de 40 vezes o limite te\u00f3rico. Embora de curta dura\u00e7\u00e3o, o “festim” deste buraco negro pode ajudar os astr\u00f3nomos a explicar como \u00e9 que os buracos negros supermassivos cresceram t\u00e3o rapidamente no Universo primitivo.\nCr\u00e9dito: NOIRLab\/NSF\/AURA\/J. da Silva\/M. Zamani<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Usando dados do JWST (James Webb Space Telescope) e do Observat\u00f3rio de raios-X Chandra da NASA, uma equipa de astr\u00f3nomos do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) da NSF (National Science Foundation), nos EUA, descobriu um buraco negro supermassivo no centro de uma gal\u00e1xia, apenas 1,5 mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, que est\u00e1 a consumir mat\u00e9ria a um ritmo fenomenal – mais de 40 vezes o limite te\u00f3rico. Embora de curta dura\u00e7\u00e3o, o “festim” deste buraco negro pode ajudar os astr\u00f3nomos a explicar como \u00e9 que os buracos negros supermassivos cresceram t\u00e3o rapidamente no Universo primitivo.<\/p>\n\n\n\n

Os buracos negros supermassivos encontram-se no centro da maioria das gal\u00e1xias e os telesc\u00f3pios modernos continuam a observ\u00e1-los em alturas surpreendentemente precoces da evolu\u00e7\u00e3o do Universo. \u00c9 dif\u00edcil compreender como \u00e9 que estes buracos negros foram capazes de crescer t\u00e3o depressa. Mas com a descoberta de um buraco negro supermassivo de baixa massa que se alimenta de mat\u00e9ria a uma velocidade extrema, observado apenas 1,5 mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, os astr\u00f3nomos t\u00eam agora novos e valiosos conhecimentos sobre os mecanismos dos buracos negros de crescimento r\u00e1pido no Universo primitivo.<\/p>\n\n\n\n

LID-568 foi descoberto por uma equipa interinstitucional de astr\u00f3nomos liderada por Hyewon Suh, do Observat\u00f3rio Internacional Gemini\/NOIRLab da NSF. A equipa utilizou o JWST para observar uma amostra de gal\u00e1xias do Observat\u00f3rio de raios-X Chandra, no \u00e2mbito do levantamento COSMOS. Esta popula\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias \u00e9 muito brilhante na parte de raios-X do espetro, mas \u00e9 invis\u00edvel no \u00f3tico e no infravermelho pr\u00f3ximo. A sensibilidade \u00fanica do JWST ao infravermelho permite-lhe detetar estas fracas emiss\u00f5es hom\u00f3logas.<\/p>\n\n\n\n

LID-568 destacou-se na amostra devido \u00e0 sua intensa emiss\u00e3o de raios X, mas a sua posi\u00e7\u00e3o exata n\u00e3o podia ser determinada apenas a partir das observa\u00e7\u00f5es de raios X, o que suscitava preocupa\u00e7\u00f5es quanto \u00e0 correta centragem do alvo no campo de vis\u00e3o do Webb. Assim, em vez de usar a espetroscopia tradicional, os cientistas de apoio \u00e0 instrumenta\u00e7\u00e3o do JWST sugeriram que a equipa de Suh usasse o espetr\u00f3grafo de campo integral do instrumento NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph). Este instrumento pode obter um espetro para cada pixel no seu campo de vis\u00e3o, em vez de estar limitado a um campo estreito.<\/p>\n\n\n\n

“Devido \u00e0 sua natureza t\u00e9nue, a dete\u00e7\u00e3o de LID-568 seria imposs\u00edvel sem o JWST. A utiliza\u00e7\u00e3o do espetr\u00f3grafo de campo integral foi inovadora e necess\u00e1ria para obter a nossa observa\u00e7\u00e3o”, afirma Emanuele Farina, astr\u00f3nomo do Observat\u00f3rio Internacional Gemini\/NOIRLab da NSF e coautor do artigo cient\u00edfico publicado na revista Nature Astronomy.<\/p>\n\n\n

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Esta ilustra\u00e7\u00e3o art\u00edstica mostra um buraco negro que se alimenta rapidamente e que est\u00e1 a emitir poderosos fluxos de g\u00e1s. Usando dados do Webb e do Observat\u00f3rio de raios X Chandra da NASA, uma equipa de astr\u00f3nomos descobriu este buraco negro supermassivo de baixa massa no centro de uma gal\u00e1xia apenas 1,5 mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Est\u00e1 a acretar mat\u00e9ria a um ritmo fenomenal – mais de 40 vezes o limite te\u00f3rico. Embora de curta dura\u00e7\u00e3o, o “festim” deste buraco negro pode ajudar os astr\u00f3nomos a explicar como \u00e9 que os buracos negros supermassivos cresceram t\u00e3o rapidamente no Universo primitivo.
Cr\u00e9dito: NOIRLab\/NSF\/AURA\/J. da Silva\/M. Zamani<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

O NIRSpec do JWST permitiu \u00e0 equipa obter uma vis\u00e3o completa do seu alvo e da regi\u00e3o circundante, levando \u00e0 descoberta inesperada de poderosos fluxos de g\u00e1s em torno do buraco negro central. A velocidade e a dimens\u00e3o destes fluxos levaram a equipa a inferir que uma fra\u00e7\u00e3o substancial do crescimento massivo de LID-568 pode ter ocorrido num \u00fanico epis\u00f3dio de acre\u00e7\u00e3o r\u00e1pida. “Este resultado inesperado adicionou uma nova dimens\u00e3o \u00e0 nossa compreens\u00e3o do sistema e abriu percursos interessantes para a investiga\u00e7\u00e3o”, diz Suh.<\/p>\n\n\n\n

Numa descoberta espantosa, Suh e a sua equipa descobriram que LID-568 parece estar a alimentar-se de mat\u00e9ria a um ritmo 40 vezes superior ao seu limite de Eddington. Este limite est\u00e1 relacionado com a luminosidade m\u00e1xima que um buraco negro pode atingir, bem como com a rapidez com que pode absorver mat\u00e9ria, de modo a que a sua for\u00e7a gravitacional interna e a press\u00e3o externa gerada pelo calor da mat\u00e9ria comprimida e em queda permane\u00e7am em equil\u00edbrio. Quando a luminosidade de LID-568 foi calculada como sendo muito superior \u00e0 teoricamente poss\u00edvel, a equipa soube que tinha algo de not\u00e1vel nos seus dados.<\/p>\n\n\n\n

“Este buraco negro est\u00e1 a fazer um banquete”, diz a astr\u00f3noma e coautora do Observat\u00f3rio Internacional Gemini\/NOIRLab da NSF, Julia Scharw\u00e4chter. “Este caso extremo mostra que um mecanismo de alimenta\u00e7\u00e3o r\u00e1pida acima do limite de Eddington \u00e9 uma das explica\u00e7\u00f5es poss\u00edveis para o facto de vermos estes buracos negros muito massivos t\u00e3o cedo no Universo”.<\/p>\n\n\n\n

Estes resultados fornecem novos conhecimentos sobre a forma\u00e7\u00e3o de buracos negros supermassivos a partir de “sementes” de buracos negros mais pequenos, que as teorias atuais sugerem que resultam ou da morte das primeiras estrelas do Universo (sementes leves) ou do colapso direto de nuvens de g\u00e1s (sementes pesadas). At\u00e9 agora, estas teorias careciam de confirma\u00e7\u00e3o observacional. “A descoberta de um buraco negro super-Eddington em acre\u00e7\u00e3o sugere que uma parte significativa do crescimento de massa pode ocorrer durante um \u00fanico epis\u00f3dio de alimenta\u00e7\u00e3o r\u00e1pida, independentemente do buraco negro ter tido origem numa semente leve ou pesada”, diz Suh.<\/p>\n\n\n\n

A descoberta de LID-568 mostra tamb\u00e9m que \u00e9 poss\u00edvel que um buraco negro ultrapasse o seu limite de Eddington e fornece a primeira oportunidade para os astr\u00f3nomos estudarem como isto acontece. \u00c9 poss\u00edvel que os poderosos fluxos observados no buraco negro LID-568 possam estar a atuar como uma v\u00e1lvula de escape para o excesso de energia gerado pela acre\u00e7\u00e3o extrema, evitando que o sistema se torne demasiado inst\u00e1vel. Para investigar melhor os mecanismos em jogo, a equipa est\u00e1 a planear observa\u00e7\u00f5es de acompanhamento com o Webb.<\/p>\n\n\n\n

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