sábado, 19 de janeiro de 2019

Observatório capta gritos finais de estrela dilacerada por buraco negro

Os astrônomos estudaram um buraco negro que devorava uma estrela e descobriram um sinal estável excepcionalmente brilhante que lhes permitiu determinar a velocidade de rotação do buraco negro.


© NASA/CXC/M. Weiss (gás quente orbitando num disco que rodeia um buraco negro)

Pensa-se que os buracos negros se escondam no centro de todas as galáxias massivas espalhadas pelo Universo, e estão inextricavelmente ligados às propriedades das suas galáxias hospedeiras. Como tal, quanto mais soubermos sobre estes gigantes mais podemos compreender como as galáxias evoluem com o tempo.

A gravidade de um buraco negro é extrema e pode dilacerar estrelas que se aproximem demais. Os detritos destas estrelas rasgadas espiralam na direção do buraco negro, aquecem e emitem intensos raios X.

Apesar do grande número de buracos negros que se pensa existir no cosmos, muitos estão inativos, não há material em queda para emitir radiação detectável e são difíceis de estudar. No entanto, a cada poucas centenas de milhares de anos, prevê-se que uma estrela passe perto o suficiente de um determinado buraco negro para ser destruída. Isto fornece uma breve janela de oportunidade para medir algumas propriedades fundamentais do buraco negro, como a sua massa e a velocidade de rotação.

"É muito difícil restringir a rotação de um buraco negro, já que os efeitos de rotação só emergem muito perto do próprio buraco negro, onde a gravidade é intensamente forte e difícil de ver claramente," afirma Dheeraj Pasham do Instituto Kavli para Astrofísica e Pesquisa Espacial do Massachusetts Institute of Technology (MIT).

"No entanto, os modelos mostram que a massa de uma estrela despedaçada se instala numa espécie de disco interno que liberta raios X. Nós teorizamos que a descoberta de instâncias de discos especialmente brilhantes seria uma boa maneira de restringir a rotação de um buraco negro, mas as observações de tais eventos não foram suficientemente sensíveis para explorar em detalhe esta região de forte gravidade, até agora."

O evento estudado é chamado ASASSN-14li , que foi descoberto pelo levantamento terrestre ASASSN (All-Sky Automated Survey for SuperNovae) no dia 22 de novembro de 2014. O buraco negro ligado ao evento é pelo menos um milhão de vezes mais massivo que o Sol.
Usando observações de ASASSN-14li pelo XMM-Newton da ESA e pelos observatórios Chandra e Swift da NASA, os cientistas procuraram um sinal que fosse estável e mostrasse um padrão de ondas característico que geralmente ocorre quando um buraco negro recebe um influxo súbito de massa, como quando devora uma estrela passageira.

Eles detectaram um sinal surpreendentemente intenso de raios X que oscilou durante um período de 131 segundos e durante muito tempo: 450 dias.

Combinando este sinal com informação sobre a massa e tamanho do buraco negro, os astrônomos descobriram que o buraco negro deve estar girando rapidamente, a mais de 50% da velocidade da luz, e que o sinal vinha das suas regiões mais internas.

O estudo demonstra uma nova maneira de medir a rotação de buracos negros supermassivos: observando a sua atividade quando interrompem a passagem de estrelas com a sua gravidade. Tais eventos também nos podem ajudar a compreender aspetos da teoria da relatividade geral; embora já tenha sido explorada extensivamente na gravidade "normal", ainda não é totalmente compreendida em regiões onde a gravidade é muito forte.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

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