Os astrônomos fizeram uma medição recorde da rotação de um buraco negro, uma das duas propriedades fundamentais dos buracos negros.
© Chandra / VLA / PanSTARRS (buraco negro supermassivo no quasar H1821+643)
Esta imagem de H1821+643 mostram raios-X pelo Chandra juntamente com dados no rádio pelo VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e no visível pelo telescópio PanSTARRS no Havaí. O buraco negro supermassivo está localizado no ponto brilhante no centro da emissão rádio e raios X.
O observatório de raios X Chandra da NASA mostra que este buraco negro está girando mais lentamente do que a maioria dos seus primos menores.
Este é o buraco negro mais massivo com uma medição precisa da rotação e dá pistas sobre como alguns dos maiores buracos negros do Universo crescem. Os buracos negros supermassivos contêm milhões ou até mesmo bilhões de vezes a massa do Sol. Sabemos que quase todas as grandes galáxias têm um buraco negro supermassivo no seu centro.
Uma informação crítica para compreender como os buracos negros crescem e evoluem é a rapidez com que estão girando e sua massa. Embora isso pareça bastante simples, a determinação destes valores para a maioria dos buracos negros tem provado ser incrivelmente difícil. Para este resultado, os pesquisadores observaram raios X que ricocheteavam de um disco de material que gira em torno do buraco negro num quasar conhecido como H1821+643.
Os quasares contêm buracos negros supermassivos de crescimento rápido que geram grandes quantidades de radiação numa pequena região em torno do buraco negro. Localizado num aglomerado de galáxias a cerca de 3,4 bilhões de anos-luz da Terra, o buraco negro de H1821+643 tem entre três e 30 bilhões de massas solares, o que o torna um dos mais massivos conhecidos. Em contraste, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea tem cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol.
As fortes forças gravitacionais perto do buraco negro alteram a intensidade dos raios X em diferentes energias. Quanto maior for a alteração, mais próxima a orla interna do disco deve estar do ponto de não retorno do buraco negro, conhecido como horizonte de eventos. Uma vez que um buraco negro giratório arrasta espaço com ele e permite que a matéria orbite mais perto do que é possível para um buraco negro que não gira, os dados de raios X podem mostrar a rapidez com que o faz.
Foi descoberto que o buraco negro em H1821+643 gira a cerca de metade da velocidade que a maioria dos buracos negros com massas entre mais ou menos um e dez milhões de sóis. O motivo pode estar na forma como estes buracos negros supermassivos crescem e evoluem.
Esta rotação relativamente lenta apoia a ideia de que os buracos negros mais massivos como o de H1821+643 realizam a maior parte do seu crescimento através da fusão com outros buracos negros, ou através do gás que é puxado para dentro em direções aleatórias quando os seus grandes discos são perturbados. É provável que os buracos negros supermassivos que crescem desta forma sofram muitas vezes grandes mudanças de rotação, incluindo uma diminuição ou empurrões na direção oposta.
A previsão é, portanto, que os buracos negros mais massivos devem ser observados a ter uma gama mais ampla de rotações do que os seus parentes menos massivos. Por outro lado, os cientistas esperam que os buracos negros menos massivos acumulem a maior parte da sua massa a partir de um disco de gás que gira à sua volta. Dado que se espera que tais discos sejam estáveis, a matéria que entra aproxima-se sempre de uma direção que fará os buracos negros girarem mais rapidamente até atingirem a velocidade máxima possível, que é a velocidade da luz.
Este buraco negro fornece informações que complementam o que os astrônomos aprenderam sobre os buracos negros supermassivos vistos na nossa Galáxia e em M87, que foram fotografados com o EHT (Event Horizon Telescope). Nestes casos, as massas dos buracos negros são bem conhecidas, mas a rotação não é.
O artigo científico que descreve estes resultados foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: University of Cambridge
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