terça-feira, 19 de maio de 2020

Porque se formam nuvens perto de buracos negros

Assim que saímos dos majestosos céus da Terra, a palavra "nuvem" deixa de significar aquela estrutura branca de aparência fofa que produz chuva.


© Nima Abkenar (ilustração de quasar rodeado por nuvem em forma de rosca)

Em vez disso, as nuvens do Universo são áreas irregulares de maior densidade do que o ambiente em seu redor.

Os telescópios espaciais observaram estas nuvens cósmicas na vizinhança de buracos negros supermassivos, objetos misteriosos e densos dos quais nenhuma luz pode escapar, com massas equivalentes a mais de 100.000 sóis. Há um buraco negro supermassivo no centro de quase todas as galáxias, e é chamado de "núcleo galáctico ativo" (NGA) se estiver absorvendo muito gás e muita poeira nos seus arredores. O tipo mais brilhante de NGA é chamado "quasar". Apesar do buraco negro propriamente dito não poder ser visto, a sua vizinhança brilha com intensidade à medida que a matéria se desfaz perto do seu horizonte de eventos.

Mas os buracos negros não são realmente como aspiradores de pó; não sugam tudo o que se aproxima demais. Enquanto algum material ao redor de um buraco negro cai diretamente, para nunca mais ser visto, parte do gás vizinho será arremessado para fora, criando uma concha que se expande durante milhares de anos. Isto porque a área perto do horizonte de eventos é extremamente energética; a radiação altamente energética de partículas em movimento veloz em torno do buraco negro pode ejetar uma quantidade significativa de gás para a vastidão do espaço.

Os cientistas esperariam que este fluxo gasoso fosse suave. Ao invés, é desajeitado, estendendo-se muito além de 1 parsec (3,3 anos-luz) do buraco negro. Cada nuvem começa pequena, mas pode expandir-se para ter mais de 1 parsec de largura; e pode até cobrir a distância entre a Terra e a estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri.

O que explica estes grupos no espaço profundo? Os pesquisadores têm um novo modelo de computador que apresenta uma possível solução para este mistério. Eles mostram que o calor extremamente intenso, perto do buraco negro supermassivo, pode permitir que o gás flua para fora muito depressa, mas de uma maneira que também pode levar à formação de aglomerados. Se o gás acelerar muito rapidamente, não arrefecerá o suficiente para formar aglomerados. O modelo de computador leva estes fatores em consideração e propõe um mecanismo para fazer o gás viajar para longe, mas também para se agrupar.

"Perto da orla externa da concha, há uma perturbação que torna a densidade do gás um pouco menor do que costumava ser," disse astrofísico Daniel Proga da Universidade de Nevada. "Isto faz com que este gás aqueça com muita eficiência. O gás frio, mais longe, está sendo retirado por esta perturbação."

Este fenômeno é um pouco como a flutuabilidade que faz os balões de ar quente flutuarem. O ar aquecido dentro do balão é mais leve do que o ar mais frio do lado de fora, e esta diferença de densidade faz o balão subir.

Este trabalho é importante porque os astrônomos sempre precisaram de colocar nuvens num determinado local e com uma certa velocidade para se ajustarem às observações dos NGAs.

Este modelo olha apenas para a concha de gás, não para o disco de material que gira em torno do buraco negro e que o está alimentando. O próximo passo dos pesquisadores é examinar se o fluxo de gás é originário do próprio disco. Estão também interessados em resolver o mistério de porque é que algumas nuvens se movem extremamente depressa, na ordem dos 10.000 quilômetros por segundo.

Um artigo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

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