Ouça os "batimentos cardíacos" de um buraco negro!
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
Os “batimentos cardíacos” de um buraco negro de massa estelar foram registrados após cientistas analisarem dados de 10 anos de observação. Eles coletaram as emissões de rádio e raios X e, em seguida, os compararam. O resultado é uma sequência de picos que revelam uma sequência fascinante de acúmulo de matéria e emissão de jatos.
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Quando buracos negros “sugam” material circuncidante, como gás ou poeira, a matéria forma um disco de acreção. Na parte interna desse disco, há uma coroa que aumenta antes de jatos relativísticos serem ejetados de cada um dos polos (norte e sul) do buraco negro.
Os astrônomos já suspeitavam que essa sequência era necessária para os modelos astrofísicos, mas os mecanismos ainda não haviam sido demonstrados observacionalmente. Agora, com a comparação dos ciclos de emissões, os cientistas podem finalmente ver a relação entre eles.
Ao todo, foram usados no estudo: o fluxo de sinais de rádio que vêm do jato, o fluxo da linha de emissão de ferro que vem do disco de acreção, a temperatura da coroa medidas por meio de raios X e, finalmente, a amplitude de um “componente de variabilidade de alta frequência” que vem da parte mais interna do disco acreção. Essas informações foram coletadas do buraco negro chamado GRS 1915+105.
Enquanto o fluxo de rádio e o fluxo da linha de ferro são fortemente anti-correlacionados (correlação negativa) com a temperatura da coroa de raios X e a amplitude do componente de variabilidade de alta frequência. Uma correlação negativa é quanto as variáveis são correlacionadas, mas o valor de uma aumenta enquanto o da outra diminui.
Com isso, os cientistas observaram que “a energia que alimenta esse sistema de buraco negro pode ser direcionada em diferentes proporções, principalmente para a coroa de raios X ou para o jato”, escreveram os autores. Eles criaram um gráfico que ilustra essa relação como “batimentos cardíacos”.
A metáfora dos batimentos cardíacos é interessante não só pela frequência dos "bips" demonstrada nos dados, mas também porque o buraco negro precisa coletar material e aquecê-lo na coroa antes de cuspi-lo em jatos — assim como o sangue humano, em condições não-patológicas, não deve estar nos átrios e nos ventrículos do coração ao mesmo tempo.
Embora a observação de 10 anos usou como alvo um buraco negro de massa estelar (formado a partir da explosão de uma estrela em supernova), os pesquisadores sugerem que o mesmo mecanismo demonstrado no estudo também pode se aplicar a buracos negros supermassivos nos centros das galáxias.
Agora, os astrônomos querem saber se a radiação de raios X que os telescópios coletaram da coroa contém mais energia do que aquela relacionada à temperatura da coroa. É que talvez parte dessa radiação pode ser transformada em energia extra para ajudar na formação dos jatos, por exemplo.
O artigo foi publicado na Nature Astronomy.
Fonte: Phys.org