Depois de cair no horizonte de eventos, nada pode escapar de um buraco negro.
© NASA/JPL-Caltech (ilustração do fluxo de material em direção a um buraco negro)
Enquanto as profundezas dos buracos negros podem permanecer para sempre um mistério, os astrônomos podem observar as regiões ao redor deles. Uma equipe de pesquisadores relatou, pela primeira vez, avistar um aglomerado de matéria caindo diretamente em um buraco negro distante em quase um terço da velocidade da luz.
As observações, oriundas do observatório de raios X XMM-Newton da ESA, são do buraco negro supermassivo de 40 milhões de massas solares no centro da galáxia PG211+143, a cerca de um bilhão de anos-luz de distância da Terra. A PG211+143 é uma galáxia Seyfert, o que significa que ela abriga um buraco negro brilhante que alimenta ativamente seu centro, puxando gás e poeira de seus arredores. Ao dispersar pelo comprimento de onda a luz de raios X recebida deste material, os pesquisadores liderados por Ken Pounds, da Universidade de Leicester, registraram um volume de matéria caindo no buraco negro a 30% da velocidade da luz, cerca de 90.000 quilômetros por segundo.
Curiosamente, o gás inflado não mostrava rotação, não se movia da mesma forma que o disco de acreção maior que brilhava ao redor do buraco negro, quando sua distância inicial era apenas 20 vezes o tamanho do buraco negro.
A tradicional "imagem" de um buraco negro tem um objeto compacto e massivo no centro, cercado por um disco de gás quente. Isso decorre do fato de que, como os buracos negros são tão pequenos em comparação com a massa que eles mantêm, a matéria não pode simplesmente penetrar no buraco negro de uma só vez; em vez disso, forma um disco rodopiante, como água fluindo pelo ralo, e eventualmente aproxima-se do buraco negro para cair em seu interior. Como matéria se move do disco externo em direção ao horizonte de eventos, ele perde energia potencial gravitacional, que é convertida em radiação que pode ser observada.
Nesta imagem tradicional, as órbitas de material dentro do disco de acreção são consideradas alinhadas com o spin do próprio buraco negro, formando um único disco. Esta observação, na qual a matéria mostrou pouca rotação, é intrigante, pelo menos até a introdução de modelos de computador recentes também desenvolvidos na Universidade de Leicester e operados usando a instalação de supercomputadores DiRAC do Reino Unido.
A teoria e os modelos consideram o fato de que a matéria pode cair em direção a um buraco negro de qualquer direção. Talvez, em vez de apenas um disco, vários discos de acreção desalinhados possam se formar como matéria em fluxos. A matéria pode "rasgar" estes discos, formando anéis de material que, se colidirem, cancelam sua rotação, permitindo que o material flua diretamente no buraco negro, exatamente como os astrônomos observaram.
Tal processo, denominada "acreção caótica", pode ocorrer provavelmente em objetos como os buracos negros supermassivos nos centros de galáxias, que podem acumular enormes quantidades de matéria, particularmente no início de suas vidas ou após interações próximas com outras galáxias. A acreção caótica poderia, ao longo do tempo, retardar o giro de um buraco negro supermassivo, o que permitiria que o buraco negro engolisse a matéria com mais facilidade, crescesse rapidamente e brilhasse intensamente; tais características são observadas nestes objetos no início do Universo.
Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices da Royal Astronomical Society.
Fonte: Astronomy
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