Novas observações do ALMA revelam um disco nunca antes visto de gás interestelar frio envolvido em torno do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este disco nublado fornece novas informações sobre o funcionamento da acreção: o desvio de material para a superfície de um buraco negro.
© ALMA (disco de hidrogênio gasoso em torno de buraco negro supermassivo)
A imagem acima mostra o disco de hidrogênio gasoso em torno do buraco negro supermassivo no centro da nossa Galáxia. As cores representam o movimento do gás em relação à Terra; a porção avermelhada move-se para longe, de modo que as ondas rádio detectadas pelo ALMA são ligeiramente alongadas, para a porção "vermelha" do espectro; a cor azul representa gás que se move em direção à Terra, de modo que as ondas rádio são ligeiramente comprimidas para a porção "azul" do espectro.
Através de décadas de estudo, os astrônomos desenvolveram uma imagem mais clara da vizinhança caótica e povoada ao redor do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. O nosso Centro Galáctico está a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra e o buraco negro supermassivo, conhecido como Sagitário A*, tem 4 milhões de vezes a massa do nosso Sol. Sabemos agora que esta região está repleta de estrelas errantes, nuvens de poeira interestelar e um grande reservatório de gases fenomenalmente quentes e comparativamente mais frios. Pensa-se que estes gases orbitem o buraco negro num vasto disco de acreção que se estende alguns décimos de um ano-luz do horizonte de eventos do buraco negro.
No entanto, até agora, os astrônomos só tinham conseguido fotografar a porção quente e tênue deste gás em acreção, que forma um fluxo aproximadamente esférico e que não mostra uma rotação óbvia. A sua temperatura está estimada em 10 milhões de graus Celsius, ou cerca de metade da temperatura do núcleo do nosso Sol. A esta temperatura, o gás brilha intensamente em raios X, permitindo que seja estudado por telescópios de raios X no espaço, até à escala de um-décimo de um ano-luz do buraco negro.
Além deste gás incandescente e quente, observações anteriores com telescópios de comprimento de onda milimétrico detectaram um grande reservatório de hidrogênio gasoso comparativamente mais frio (cerca de 10 mil graus Celsius) a poucos anos-luz em torno do buraco negro. A contribuição deste gás para o fluxo de acreção do buraco negro era anteriormente desconhecida.
Embora o buraco negro do nosso Centro Galáctico seja relativamente calmo, a radiação ao seu redor é forte o suficiente para fazer com que os átomos de hidrogênio continuem a perder e a recombinar-se com os seus elétrons. Esta recombinação produz um sinal distintivo de comprimento de onda milimétrico, que é capaz de atingir a Terra com muito poucas perdas no caminho. Com a sua notável sensibilidade e capacidade em ver detalhes, o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) foi capaz de detectar este tênue sinal de rádio e de produzir a primeira imagem do disco de gás mais frio que rodeia o buraco negro supermassivo da Via Láctea a apenas um-centésimo de ano-luz de distância, ou cerca de 1.000 vezes a distância da Terra ao Sol. Estas observações permitiram que os astrônomos mapeassem a localização e rastreassem o movimento deste gás. Os pesquisadores estimam que a quantidade de hidrogênio neste disco frio é equivalente a um-décimo da massa de Júpiter, ou a 1/10.000 da massa do Sol.
Através do mapeamento dos desvios nos comprimentos de onda desta radiação de rádio devido ao efeito Doppler, os astrônomos puderam ver claramente que o gás está girando em torno do buraco negro. Esta informação fornecerá novas detalhes sobre como os buracos negros devoram a matéria e a complexa interação entre um buraco negro e a sua vizinhança galáctica.
"Fomos os primeiros a fotografar este disco elusivo e a estudar a sua rotação," comentou Elena Murchikova, do Instituto de Estudos Avançados em Princeton, EUA. "Também estamos estudando a acreção para o buraco negro. Isto é importante porque é o buraco negro supermassivo mais próximo. Mesmo assim, ainda não temos um bom entendimento de como funciona a acreção. Esperamos que estas novas observações do ALMA ajudem o buraco negro a ceder alguns dos seus segredos."
Os resultados foram publicados na revista Nature.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory
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