Eis como buracos negros liberam explosões enormes de plasma

Uma simulação de computador poderosa e detalhada finalmente revelou como buracos negros conseguem emitir explosões, conhecidas polo termo em inglês “flares”. Os cientistas descobriram que o papel dos campos magnéticos é crítico nesse processo, e publicaram imagens esclarecedoras — além de incríveis.

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Buracos negros emitem luz?

Naturalmente, buracos negros não deixam nada “escapar” do horizonte de eventos — o ponto de não retorno, de onde nem os velozes fótons de luz podem sair. Contudo, alguns deles são muito brilhantes em alguns comprimentos de onda, como raios-X e rádio.

Esse brilho ocorre porque o material atraído pelo buraco negro, antes de cair no horizonte de eventos, é “recolhido” e orbita o objeto em alta velocidade na linha do equador, transformando-se em plasma quente.

As interações entre o campo magnético e a matéria criam uma luz, chamada luz síncrotron. Trata-se de uma radiação eletromagnética produzida quando partículas carregadas (nesse caso, matéria ionizada) são desviadas de sua trajetória original por um campo magnético.

Se essa luz emitida pelo disco de acreção viajar em nossa direção — e se o buraco negro não estiver muito longe —, chegará aos telescópios capazes de detectar essa radiação. Esse foi o caso da primeira e única (até agora) imagem real do buraco negro M87*, revelada em 2019.

Como as explosões ocorrem

Além dessa emissão de luz matéria, parte do plasma também é conduzida pelos campos magnéticos em direção aos polos do buraco negro, o que em alguns casos resulta em jatos relativísticos.

Com essa migração de partículas carregadas, as linhas do campo magnético do buraco negro tentam se mover com a matéria. Embora sejam muito fortes nos buracos negros, algumas dessas linhas se quebram e se reconectem com uma linha de campo diferente.

No processo, chamado de reconexão magnética, as linhas — podemos considerá-las como linhas de densidade de matéria — formam um bolsão de material isolado. Eventualmente, as “bolhas” de plasma presa nessas reconexões são expelidas em direção ao próprio buraco negro ou em direção ao universo, na forma de erupções.

Simulação de alta resolução

As novas simulações tiveram sucesso em mostrar esse processo em detalhes sem precedentes porque os cientistas contaram com o processamento de uma série de supercomputadores para modelar os detalhes dos campos magnéticos dos buracos negros.

De acordo com a equipe, as imagens têm 1.000 vezes a resolução de qualquer outra simulação de buraco negro realizada anteriormente, sem ignorar as interações básicas que ocorrem nesses ambientes extremos.

O estudo foi publicado no Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Astrophysical Journal Letters; Via: Universe Today