'Foi um momento muito afortunado': astrônomos observam o primeiro buraco negro 'desligando' a explosão de volta à vida
Os astrônomos observaram um buraco negro supermassivo silencioso em uma galáxia distante em erupção de jatos de gás ultraquente, marcando a primeira vez que um buraco negro foi “ligado” durante a vida humana.
As observações também sugerem uma estrela invisível que pode estar oscilando à beira desta buraco negromas resistindo notavelmente a ser arrastado para o abismo. Estudar esta estrela que desafia a destruição pode fornecer informações há muito procuradas sobre as interações indescritíveis entre os gigantes cósmicos e o material nos discos de gás circundantes que influenciam o seu comportamento alimentar, dizem os investigadores.
Este buraco negro supermassivo em particular, que pesa o equivalente a 1,4 milhões de sóis e se esconde no coração da galáxia 1ES 1927+654, a cerca de 270 milhões de anos-luz da Terra, tem mantido os astrónomos presos nos últimos anos devido ao seu comportamento peculiar. Depois de um longo período de quietude desde um surto misterioso em 2018começou a emitir raios X de forma constante a partir do final de 2022, sinalizando aos astrónomos que mais um evento poderoso mas inexplicável estava em curso.
Na verdade, logo depois, as emissões de rádio da galáxia, que eram basicamente inexistentes, “de repente aumentaram muito rápido – tão rápido que era quase suspeito”. Eileen Meyerdisse um professor associado de física da Universidade de Maryland, no condado de Baltimore, que liderou as observações de rádio, na segunda-feira (13 de janeiro) durante uma conferência de imprensa da American Astronomical Society (AAS).
“Isso é sem precedentes – nunca olhamos para um buraco negro e vimos ele passar de um rádio silencioso para repentinamente muito alto”, acrescentou ela. “Foi um momento muito feliz.”
Imagens de uma rede de radiotelescópios nos EUA revelaram que jatos nunca antes vistos haviam “ligado”, expelindo bolhas quentes de plasma de ambos os lados do buraco negro a cerca de um terço da velocidade. velocidade da luz. Embora não esteja claro o que desencadeou os jatos recém-nascidos, Meyer e seus colegas suspeitam que o surto de 2018 – que pode ter sido devido ao buraco negro devorando uma estrela próxima – provavelmente desempenhou um papel fundamental ao contribuir com o material necessário para a formação de jatos.
Se isso for verdade, os investigadores postulam que os jatos queimarão durante cerca de 1.000 anos o material da estrela ingerida antes de se desligarem. Essas descobertas são descritas em um papel publicado na segunda-feira (13 de janeiro) no The Astrophysical Journal Letters.
Histórias não contadas
Os astrónomos têm estado intrigados com o comportamento deste buraco negro desde 2018, quando começou a emitir raios X tão intensos que bolsas de gás ultraquente acima e abaixo do seu disco de acreção, conhecidas como coroas de buraco negro, brilharam até 100 vezes em apenas oito horas. – um sinal revelador de que a besta cósmica estava se alimentando ativamente de material do disco de acreção. Por razões que ainda não estão claras, a radiação aumentada desapareceu dramaticamente logo depois, mas começou a se recuperar quase imediatamente, eventualmente brilhando 20 vezes mais do que antes.
Essas oscilações violentas de radiação não tinham precedentes e fizeram com que os astrónomos inicialmente duvidassem da precisão dos dados. No entanto, “quando vimos que era real, foi muito emocionante”, disse o astrofísico Cláudio Ricciprofessor assistente da Universidade Diego Portales, no Chile, disse em um declaração no momento. “Mas também não tínhamos ideia com o que estávamos lidando; ninguém com quem conversamos tinha visto algo assim.”
Uma peça crítica do quebra-cabeça surgiu em 2022, quando o brilho das emissões de raios X, que até então flutuava aleatoriamente, começou a aumentar e diminuir a cada 18 minutos. Dados dos telescópios espaciais NICER e XMM-Newton mostraram que a frequência continuou aumentando até atingir a cada sete minutos, onde paira desde o ano passado.
Determinar a razão para esta estabilidade contínua é crucial, dizem os investigadores, uma vez que poderia determinar se os próprios jactos estão a oscilar – nesse caso, no entanto, não há uma explicação óbvia para a razão pela qual as suas oscilações mudariam ao longo do tempo para acabarem em níveis tão elevados. freqüência.
O cenário mais provável, que os cientistas compreendem melhor em termos da física envolvida, é que um companheiro em órbita, muito próximo do buraco negro, resista extraordinariamente a ser consumido.
Um companheiro oculto
A localização e a frequência dos sinais de raios X sugerem que qualquer companheiro em órbita deve estar a apenas alguns milhões de quilómetros do horizonte de eventos do gigante, que é a fronteira além da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Um minúsculo buraco negro mergulharia direto no buraco negro supermassivo, e qualquer estrela normal seria rapidamente despedaçada pela avassaladora atração gravitacional do gigante.
Em vez disso, apenas uma anã branca, o denso cadáver de uma estrela semelhante ao Sol, se enquadra no projeto, de acordo com Megan Mastersondoutorando no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT e coautor de um próximo artigo explorando esse cenário. A anã branca seria difícil de destruir devido ao seu tamanho extremamente compacto e poderia já ter existido no disco de acreção antes de se aproximar do buraco negro, explicando potencialmente a frequência crescente dos sinais de raios X observados pelos investigadores.
Agora pairando na borda interna do disco de acreção do buraco negro, esse remanescente estelar pode ocasionalmente liberar parte de seu material, o que efetivamente “dará a você um pouco de energia extra para mantê-lo fora do horizonte de eventos do buraco negro”, disse Masterson. durante a conferência de imprensa da AAS.
Se uma anã branca estiver na origem do comportamento intrigante do buraco negro, o sistema deveria estar emitindo ondas gravitacionais: ondulações fracas na estrutura do espaço-tempo que atravessam o espaço à velocidade da luz. As frequências dessas ondas estão no “ponto ideal” para detecção pela futura Antena Espacial do Interferômetro Laser, ou LISAum gigantesco detector de ondas gravitacionais baseado no espaço que está programado para ser colocado em órbita em 2035.
Estimativas aproximadas de quanta massa a anã branca está perdendo sugerem que “ela deverá ser capaz de permanecer por aqui por um bom tempo”, disse Masterson. “Mas quem sabe? Uma das coisas que aprendi com esta fonte é que nunca sabemos realmente o que vai acontecer a seguir.”
