Buraco negro supermassivo dispara jatos a 99% da velocidade da luz

Por Daniele Cavalcante | 09 de Janeiro de 2020 às 12h20
ESO/L. Calçada

O buraco negro no centro da galáxia M87, que ganhou fama mundial ao ser fotografado em abril do ano passado, chamou a atenção da comunidade científica outra vez. É que ele está emitindo jatos de material que viajam pelo espaço quase na velocidade da luz.

Esses jatos já foram observados antes, e o telescópio espacial Hubble capturou uma imagem do fenômeno em luz visível e infravermelha anos atrás. Mas agora, pela primeira vez, foi possível determinar a velocidade deles: mais de 99% da velocidade da luz. A nova descoberta foi realizada no observatório de raios-X Chandra.

De acordo com Ralph Kraft, do Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics, "esta é a primeira vez que velocidades extremas dos jatos de um buraco negro são registradas usando dados de raios-X". Os resultados foram apresentados na reunião da American Astronomical Society em Honolulu, Havaí.

Até mais rápido que a velocidade da luz?

O buraco negro M87* é um dos mais massivos já encontrados, com massa cerca de 6,5 bilhões de vezes maior que a do Sol. Ele está a 55 milhões de anos-luz de distância seu jato relativístico de matéria se estende por cerca de 5.000 anos-luz no espaço.

Isso acontece porque à medida que materiais se aproximam, eles começam a girar em torno do buraco negro em uma estrutura chamada disco de acreção. Mas esse material não será sugado para dentro do buraco - apenas uma pequena quantidade cai, enquanto o restante é ejetado de volta ao espaço em forma de um jato que segue as linhas do campo magnético.

Esses jatos apresentam aglomerados, ou “nós”, que os observatórios como o Chandra podem ver. Assim, eles são capazes de medir a velocidade com que os jatos se movem no espaço. Os dados de raios-X do Chandra mostram que os nós estão viajando a velocidades inacreditáveis: 6,3 vezes a velocidade da luz para o nó mais próximo do centro e 2,4 vezes a velocidade da luz para o outro. Isso mesmo, mais rápidos que a luz.

Acontece que isso é impossível, pois nada viaja mais rápido que a velocidade da luz - essa é uma das leis imutáveis da física. Então, o que está acontecendo?

Movimento superluminal

Visão ampla da galáxia M87; a caixa mostra a localização da imagem do jato emitido pelo buraco negro supermassivo (Imagem: NASA/CXC)

O que os pesquisadores encontraram nesses jatos foi um exemplo de um fenômeno chamado movimento superluminal, que envolve a velocidade do objeto e seu caminho em relação à nossa linha de visão. Na astronomia, podemos encontrar isso em alguns lugares como quasares e blazares.

Quando um objeto está se movendo próximo da velocidade da luz e próximo da nossa linha de visão, cria-se uma ilusão, pois o objeto está quase tão rápido quanto a luz que ele gera. Como o jato do M87* está apontando quase direto em nossa direção, ele cria essas aparentes velocidades impossíveis.

Essa é a primeira vez que astrônomos puderam ver jatos como este se movendo nessas velocidades, mas nunca através de raios-X. Por isso, nunca houve certeza de que eram os “nós” de material se movendo a 99% da velocidade da luz. Poderia ter sido ondas de choque, por exemplo.

O jato do buraco negro se move em um padrão espiral em torno de um campo magnético, o que ajudou a entender a velocidade deles. Nas observações de raios-X, a equipe por trás do estudo viu que esse movimento causa uma perda de energia, resultando em uma queda de velocidade das partículas.

Fonte: Science Alert

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