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segunda-feira, 13 de janeiro de 2020

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

Caros Leitores;








A concepção artística de jatos supermassivos de um buraco negro. Crédito: (NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital)













(Colaboração do Event Horizon Telescope)

M87 também é conhecido como Virgo A ou NGC 4486. É uma  galáxia elíptica supergigante  na constelação de Virgem, a cerca de 53 milhões de anos-luz de distância de nós. O M87 abrange cerca de 240.000 anos-luz, um pouco mais que a Via Láctea.

Está cercado por incríveis 12.000 aglomerados de estrelas globulares, em comparação com os insignificantes 200 da Via Láctea. Como outros elípticos, os cientistas pensam que o M87 se tornou tão grande através de fusões.
M87 * (estrela M87) é um buraco negro supermassivo (SMBH) no centro de M87 com uma das massas mais altas de qualquer SMBH. É cerca de 6,5 bilhões de vezes mais massivo que o Sol. O M87 * está a 55 milhões de anos-luz de distância e emite um jato relativístico de matéria que se estende por cerca de 5.000 anos-luz no espaço.
Anos atrás, o Hubble capturou uma imagem composta bem conhecida do jato em luz visível e infravermelha.











Um jato de 5000 anos-luz ejetado do M87. (NASA / Equipe do Patrimônio Hubble / STScI / AURA)
Os astrônomos observam o jato de material do M87 * há anos em diferentes comprimentos de onda: rádio, óptico e raio-X. Agora, pela primeira vez, as observações de raios X Chandra mostram que seções deste jato estão se movendo a mais de 99% da velocidade da luz.
"Esta é a primeira vez que velocidades extremas por jatos de um buraco negro são gravadas usando dados de raios-X", disse Ralph Kraft, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) em Cambridge, em um  comunicado de imprensa . "Precisávamos da visão nítida dos raios X do Chandra para fazer essas medições".
Kraft apresentou recentemente esses novos resultados na reunião da American Astronomical Society em Honolulu, Havaí. Os resultados também são publicados em um artigo intitulado ' Detecção de movimento superluminal no jato de raios X de M87 ' no Astrophysical Journal 

O que causa os jatos?
Esperar. Nada viaja mais rápido que a velocidade da luz

Um buraco negro como M87 * atrai material em sua direção no centro da galáxia. À medida que o material se aproxima, ele começa a girar em torno do buraco negro em uma estrutura chamada  disco de acreção . Mas esse material não está fadado a ser sugado para dentro do buraco.
Apenas uma pequena quantidade cai, enquanto parte é ejetada de volta ao espaço. O material ejetado assume a forma de um jato, ou um feixe, que segue as linhas do campo magnético. Esses jatos não são suaves e sem característica: eles apresentam aglomerados ou nós que observatórios como o Chandra podem ver.
Dois desses nós são de particular interesse para os astrônomos. Eles usaram imagens ao longo dos anos para rastrear o movimento desses nós. Eles são cerca de 900 e 2.500 anos-luz da SMBH, respectivamente.
Os dados de raios-X do Chandra Observatory 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. 
Mas isso é impossível. Nada viaja mais rápido que a velocidade da luz. Isso, é claro, é verdade, então deve haver algo mais acontecendo aqui.
Essa outra coisa é chamada de " movimento superluminal ".
"Uma das leis inquebráveis ​​da física é que nada pode se mover mais rápido que a velocidade da luz", disse o co-autor do estudo, Brad Snios, também da CfA. "Não quebramos a física, mas encontramos um exemplo de um fenômeno incrível chamado movimento superluminal".
O movimento superluminal envolve a velocidade do objeto e seu caminho em relação à nossa linha de visão. Quando um objeto, neste caso o jato de material, está se movendo próximo da velocidade da luz e próximo da nossa linha de visão, cria uma ilusão chamada movimento superluminal.
Isso ocorre porque o próprio jato de material está viajando quase tão rápido quanto a luz que gera. Como o jato do M87 * está apontando quase bem para nós, ele gera essas aparentes velocidades impossíveis.















Os astrônomos já viram esses jatos se movendo nessas velocidades antes, mas nunca na luz de raios-X. Isso significa que eles nunca tiveram certeza de que eram os aglomerados de material se movendo a 99% da velocidade da luz. Poderia ter sido ondas de choque ao invés de aglomerados.
O jato do M87 * se move em um padrão espiral em torno de um campo magnético, o que ajudou a esclarecer a velocidade dos jatos. Nas observações de raios-X, a equipe por trás do estudo viu que o recurso com a maior velocidade observada - 6,3 vezes a velocidade da luz - diminuiu mais de 70% entre 2012 e 2017.
O desbotamento só ocorreu em raios-X, não em óptico e UV, e provavelmente é causado pelas partículas que perdem energia ao longo do tempo, enquanto espiralam em torno do campo magnético.
Esse fenômeno é chamado de resfriamento síncrotron. O que isso significa é que os astrônomos estavam vendo raios-x das mesmas partículas em momentos diferentes, o que significa que eles estão observando não pode ser uma onda e devem ser as partículas do jato.

Vídeo: https://youtu.be/6qr_0K7UPas


“Nosso trabalho fornece as evidências mais fortes de que as partículas do jato da M87 * estão realmente viajando perto do limite de velocidade cósmica", disse Snios.
O Chandra, o EHT e o M87 *
Os dados do Chandra e o Event Horizon Telescope se complementam muito bem quando se trata de estudar o M87 *. Quando o EHT captou o horizonte de eventos em torno do buraco negro, foi um instantâneo de seis dias.
Mas o estudo Chandra do jato está analisando material que foi ejetado do M87 * centenas e até milhares de anos antes.
A imagem EHT também é cerca de 100 milhões de vezes menor que o jato que Chandra imaginou.
"É como se o Event Horizon Telescope estivesse dando uma visão aproximada de um lançador de foguetes", disse Paul Nulsen, da CfA, outro co-autor do estudo, "e Chandra está nos mostrando os foguetes em voo".
Este artigo foi publicado originalmente por Universe Today . Leia o artigo original .

Fonte: Live Science / EVAN GOUGH, UNIVERSO HOJE / 09-01-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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