Ouça os "batimentos cardíacos" de um buraco negro!

Ouça os "batimentos cardíacos" de um buraco negro!

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 08 de Março de 2022 às 11h10
Méndez et al.

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.

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

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