{"id":7514,"date":"2024-12-10T07:12:15","date_gmt":"2024-12-10T06:12:15","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7514"},"modified":"2024-12-10T07:12:15","modified_gmt":"2024-12-10T06:12:15","slug":"ixpe-observa-estruturas-em-torno-de-um-buraco-negro-recem-descoberto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/12\/10\/ixpe-observa-estruturas-em-torno-de-um-buraco-negro-recem-descoberto\/","title":{"rendered":"IXPE observa estruturas em torno de um buraco negro rec\u00e9m-descoberto"},"content":{"rendered":"
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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra a nave espacial IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA, em baixo \u00e0 esquerda do centro, a observar \u00e0 dist\u00e2ncia o rec\u00e9m-descoberto sistema bin\u00e1rio Swift J1727.8-1613. No centro est\u00e1 um buraco negro rodeado por um disco de acre\u00e7\u00e3o, representado a amarelo e laranja, e uma coroa quente e inst\u00e1vel, representada a azul. O buraco negro est\u00e1 a sugar g\u00e1s da sua estrela companheira, vista atr\u00e1s do buraco negro como uma esfera vermelha. Jatos de part\u00edculas superaquecidas e em movimento r\u00e1pido fluem de ambos os polos do buraco negro.\nCr\u00e9dito: Marie Novotn\u00e1<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

O IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA ajudou os astr\u00f3nomos a compreender melhor as formas das estruturas essenciais a um buraco negro – especificamente, o disco de material que gira \u00e0 sua volta e a regi\u00e3o de plasma em movimento de nome coroa.<\/p>\n\n\n\n

O buraco negro de massa estelar, que faz parte do sistema bin\u00e1rio Swift J1727.8-1613, foi descoberto no ver\u00e3o de 2023 durante um evento de brilho invulgar que o fez ofuscar brevemente quase todas as outras fontes de raios X. \u00c9 o primeiro do seu g\u00e9nero a ser observado pelo IXPE, uma vez que acompanhou o in\u00edcio, o pico e a conclus\u00e3o de uma explos\u00e3o de raios X como esta.<\/p>\n\n\n\n

Swift J1727 \u00e9 o objeto de uma s\u00e9rie de novos estudos publicados na revista The Astrophysical Journal e na revista Astronomy & Astrophysics. Os cientistas afirmam que as descobertas fornecem novos conhecimentos sobre o comportamento e a evolu\u00e7\u00e3o dos sistemas bin\u00e1rios de raios X com buracos negros.<\/p>\n\n\n\n

“Este surto evoluiu de forma incrivelmente r\u00e1pida”, disse a astrof\u00edsica Alexandra Veledina, investigadora na Universidade de Turku, Finl\u00e2ndia. “Desde a nossa primeira dete\u00e7\u00e3o da explos\u00e3o, Swift J1727 demorou apenas alguns dias a atingir o pico. Nessa altura, o IXPE e muitos outros telesc\u00f3pios e instrumentos j\u00e1 estavam a recolher dados. Foi emocionante observar o surto durante todo o seu regresso \u00e0 inatividade”.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 finais de 2023, Swift J1727 permaneceu brevemente mais brilhante do que a Nebulosa do Caranguejo, a “vela” padr\u00e3o de raios X utilizada para fornecer uma linha de base para unidades de brilho de raios X. Tais explos\u00f5es n\u00e3o s\u00e3o invulgares em sistemas estelares bin\u00e1rios, mas raramente ocorrem de forma t\u00e3o intensa e t\u00e3o perto de casa – a apenas 8800 anos-luz da Terra. O sistema bin\u00e1rio foi batizado em honra da Miss\u00e3o Swift, que inicialmente detetou a explos\u00e3o com o seu instrumento BAT (Burst Alert Telescope) no dia 24 de agosto de 2023, resultando na descoberta do buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

Os sistemas bin\u00e1rios de raios X incluem tipicamente duas estrelas pr\u00f3ximas em diferentes fases do seu ciclo de vida. Quando a estrela mais velha fica sem combust\u00edvel, explode como supernova, deixando para tr\u00e1s uma estrela de neutr\u00f5es, uma an\u00e3 branca ou um buraco negro. No caso de Swift J1727, a poderosa gravidade do buraco negro resultante retirou material da sua estrela companheira, aquecendo o material a quase 1 milh\u00e3o de graus Celsius e produzindo uma vasta emiss\u00e3o de raios X. Esta mat\u00e9ria formou um disco de acre\u00e7\u00e3o e pode incluir uma coroa superaquecida. Nos polos do buraco negro, a mat\u00e9ria tamb\u00e9m pode escapar do sistema bin\u00e1rio sob a forma de jatos relativistas.<\/p>\n\n\n\n

O IXPE, que tem ajudado a NASA e os investigadores a estudar todos estes fen\u00f3menos, \u00e9 especialista em polariza\u00e7\u00e3o de raios X, a caracter\u00edstica da luz que ajuda a mapear a forma e a estrutura destas fontes de energia ultrapoderosas, iluminando o seu funcionamento interno mesmo quando est\u00e3o demasiado distantes para serem vistas diretamente.<\/p>\n\n\n\n

“Como a luz n\u00e3o consegue escapar \u00e0 sua gravidade, n\u00e3o podemos ver os buracos negros”, disse Veledina. “Podemos apenas observar o que se passa \u00e0 sua volta e tirar conclus\u00f5es sobre os mecanismos e processos que a\u00ed ocorrem. O IXPE \u00e9 crucial para esse trabalho”.<\/p>\n\n\n\n

Dois dos estudos de Swift J1727 recorrendo ao IXPE, liderados por Veledina e Adam Ingram, investigador da Universidade de Newcastle em Newcastle-upon-Tyne, Inglaterra, centraram-se nas primeiras fases da explos\u00e3o. Durante o breve per\u00edodo de meses em que a fonte se tornou excecionalmente brilhante, a coroa foi a principal fonte de radia\u00e7\u00e3o de raios X observada.<\/p>\n\n\n\n

“O IXPE documentou a polariza\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o de raios X que viaja ao longo da dire\u00e7\u00e3o estimada do jato do buraco negro, pelo que o plasma quente se estende no plano do disco de acre\u00e7\u00e3o”, disse Veledina. “Descobertas semelhantes foram registadas no bin\u00e1rio persistente do buraco negro Cygnus X-1, pelo que esta descoberta ajuda a verificar que a geometria \u00e9 a mesma entre os sistemas eruptivos de curta dura\u00e7\u00e3o”.<\/p>\n\n\n\n

A equipa monitorizou ainda a forma como os valores de polariza\u00e7\u00e3o se alteraram durante o pico da erup\u00e7\u00e3o de Swift J1727. Estas conclus\u00f5es coincidem com os resultados obtidos simultaneamente durante estudos de outras bandas de energia da radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n

Um terceiro e quarto estudos, liderados pelos investigadores Ji\u0159\u00ed Svoboda e Jakub Podgorn\u00fd, ambos da Academia Checa de Ci\u00eancias em Praga, centraram-se na polariza\u00e7\u00e3o de raios X na segunda parte da explos\u00e3o de Swift J1727 e no seu regresso a um estado altamente energ\u00e9tico v\u00e1rios meses depois. Pelos esfor\u00e7os anteriores de Podgorn\u00fd utilizando dados IXPE e simula\u00e7\u00f5es de buracos negros, foi-lhe recentemente atribu\u00eddo o pr\u00e9mio mais importante da Ch\u00e9quia para uma tese de doutoramento em ci\u00eancias naturais.<\/p>\n\n\n\n

Os dados de polariza\u00e7\u00e3o indicaram que a geometria da coroa n\u00e3o se alterou significativamente entre o in\u00edcio e o fim do surto, apesar de o sistema ter evolu\u00eddo entretanto e de o brilho dos raios X ter diminu\u00eddo drasticamente no \u00faltimo estado energ\u00e9tico.<\/p>\n\n\n\n

Os resultados representam um avan\u00e7o significativo na nossa compreens\u00e3o das formas e estruturas vari\u00e1veis do disco de acre\u00e7\u00e3o, da coroa e das estruturas relacionadas dos buracos negros em geral. O estudo tamb\u00e9m demonstra o valor do IXPE como ferramenta para determinar a forma como todos estes elementos do sistema est\u00e3o ligados, bem como o seu potencial para colaborar com outros observat\u00f3rios na monitoriza\u00e7\u00e3o de mudan\u00e7as s\u00fabitas e dram\u00e1ticas no cosmos.<\/p>\n\n\n\n

“S\u00e3o necess\u00e1rias mais observa\u00e7\u00f5es da mat\u00e9ria perto de buracos negros em sistemas bin\u00e1rios, mas a primeira campanha de observa\u00e7\u00e3o bem-sucedida de Swift J1727.8-1613 em diferentes estados \u00e9 o melhor come\u00e7o de um novo cap\u00edtulo que poder\u00edamos imaginar”, disse Michal Dov\u010diak, coautor da s\u00e9rie de artigos cient\u00edficos e l\u00edder do grupo de trabalho IXPE sobre buracos negros de massa estelar, que tamb\u00e9m \u00e9 investigador na Academia Checa de Ci\u00eancias.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ NASA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (The Astrophysical Journal Letters)<\/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 #3 (Astronomy & Astrophysics)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #3 (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

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

Bin\u00e1rio de raios X:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Erup\u00e7\u00e3o de raios X:
<\/strong>Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro de massa estelar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Cygnus X-1:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
SIMBAD<\/a><\/p>\n\n\n\n

IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer):<\/strong>
NASA<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Observat\u00f3rio Neil Gehrels Swift:<\/strong>
NASA<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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