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Esta
ilustração mostra um buraco negro rodeado por um disco de gás. No painel
esquerdo, uma faixa de detritos cai em direção ao disco. No painel
direito, os detritos dispersaram parte do gás, fazendo com que a coroa (a bola
de luz branca acima do buraco negro) desaparecesse.
Créditos:
NASA / JPL-Caltech
O sinal revelador de que o buraco negro estava se alimentando desapareceu, talvez quando uma estrela interrompeu o banquete. O evento poderia dar uma nova visão sobre esses objetos misteriosos.
No centro de uma galáxia distante, um buraco negro está lentamente consumindo um disco de gás que gira em torno dele como água circulando um dreno. À medida que um fluxo constante de gás é puxado para a boca aberta, partículas de ultrahot se reúnem perto do buraco negro, acima e abaixo do disco, gerando um brilho brilhante de raios X que pode ser visto a 300 milhões de anos-luz de distância na Terra. Sabe-se que essas coleções de gás ultra-quente, denominadas coronas de buracos negros , exibem mudanças visíveis em sua luminosidade, brilho ou escurecimento em até 100 vezes quando um buraco negro é alimentado.
Mas há dois anos, os astrônomos assistiram com admiração os raios X da corona do buraco negro em uma galáxia conhecida como 1ES 1927 + 654 desaparecerem completamente, diminuindo por um fator de 10.000 em cerca de 40 dias. Quase imediatamente começou a se recuperar, e cerca de 100 dias depois se tornou quase 20 vezes mais brilhante do que antes do evento.
A luz de raios X de uma coroa de um buraco negro é um subproduto direto da alimentação do buraco negro, de modo que o desaparecimento dessa luz de 1ES 1927 + 654 provavelmente significa que seu suprimento de alimentos foi cortado. Em um novo estudo no Astrophysical Journal Letters , os cientistas levantam a hipótese de que uma estrela em fuga pode ter chegado muito perto do buraco negro e sido destruída. Se fosse esse o caso, os detritos em movimento da estrela poderiam ter colidido com parte do disco, dispersando brevemente o gás.
"Normalmente, não vemos variações como essa no acúmulo de buracos negros", disse Claudio Ricci, professor assistente da Universidade Diego Portales, em Santiago, Chile, e principal autor do estudo. "Era tão estranho que a princípio pensamos que havia algo errado com os dados. Quando vimos que era real, foi muito emocionante. Mas também não tínhamos ideia do que estávamos lidando; ninguém com quem conversamos tinha visto. qualquer coisa assim. "
Quase todas as galáxias do universo podem hospedar um buraco negro supermassivo em seu centro, como o de 1ES 1927 + 654, com massas milhões ou bilhões de vezes maior que o nosso Sol. Eles crescem consumindo o gás que os rodeia, também conhecido como disco de acreção. Como os buracos negros não emitem ou refletem luz, eles não podem ser vistos diretamente, mas a luz de seus coronas e discos de acréscimo oferece uma maneira de aprender sobre esses objetos escuros.
A hipótese estelar dos autores também é apoiada pelo fato de que, alguns meses antes do desaparecimento do sinal de raios-X, os observatórios na Terra viram o disco brilhar consideravelmente em comprimentos de onda da luz visível (aqueles que podem ser vistos pelo olho humano). Isso pode ter resultado da colisão inicial dos detritos estelares com o disco.
Indo Mais Fundo
O evento que desaparece em 1ES 1927 + 654 é único não apenas por causa da dramática mudança no brilho, mas também por causa da profundidade com que os astrônomos foram capazes de estudá-lo. O clarão de luz visível levou Ricci e seus colegas a solicitar o acompanhamento do buraco negro usando o Interior Composition Explorer (NICER), estrela de nêutrons da NASA , um telescópio de raios X a bordo da Estação Espacial Internacional. No total, o NICER observou o sistema 265 vezes em 15 meses. Monitoramento adicional de raios-X foi obtido com o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA - que também observou o sistema sob luz ultravioleta -, bem como com a Matriz de Telescópio Espectroscópico Nuclear da NASA (NuSTAR) e a ESA (Agência Espacial Européia) XMM-Newton observatório (que tem envolvimento da NASA).
Quando a luz dos raios X da coroa desapareceu, NICER e Swift observaram raios X de menor energia do sistema, de modo que, coletivamente, esses observatórios forneceram um fluxo contínuo de informações durante todo o evento.
Embora uma estrela rebelde pareça o culpado mais provável, os autores observam que poderia haver outras explicações para o evento sem precedentes. Uma característica notável das observações é que a queda geral no brilho não foi uma transição suave: dia a dia, os raios-X de baixa energia NICER detectados mostravam variação dramática, às vezes mudando o brilho em um fator de 100 em apenas oito horas. Em casos extremos, sabe-se que as coronas dos buracos negros se tornam 100 vezes mais brilhantes ou mais escuras, mas em escalas de tempo muito mais longas. Tais mudanças rápidas ocorrendo continuamente por meses foram extraordinárias.
"Este conjunto de dados contém muitos quebra-cabeças", disse Erin Kara, professora assistente de física no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e coautora do novo estudo. "Mas isso é emocionante, porque significa que estamos aprendendo algo novo sobre o universo. Pensamos que a hipótese da estrela é boa, mas também acho que vamos analisar esse evento por um longo tempo".
É possível que esse tipo de variabilidade extrema seja mais comum em discos de acúmulo de buracos negros do que os astrônomos imaginam. Muitos observatórios operacionais e futuros são projetados para procurar mudanças de curto prazo nos fenômenos cósmicos, uma prática conhecida como "astronomia no domínio do tempo", que poderia revelar mais eventos como este.
"Este novo estudo é um ótimo exemplo de como a flexibilidade no agendamento de observação permite que as missões da NASA e da ESA estudem objetos que evoluem relativamente rapidamente e buscam mudanças a longo prazo em seu comportamento médio", disse Michael Loewenstein, co-autor do estudo e astrofísico da missão NICER da University of Maryland College Park e do Goddard Space Flight Center (GSFC) da NASA em Greenbelt, Maryland. "Será que esse buraco negro alimentador retornará ao estado em que se encontrava antes do evento de interrupção? Ou o sistema foi fundamentalmente alterado? Continuamos nossas observações para descobrir."
Mais sobre as missões
O NICER é uma Missão de Oportunidade Astrofísica no programa Explorer da NASA, que oferece oportunidades de voo frequentes para investigações científicas de classe mundial a partir do espaço, utilizando abordagens de gerenciamento inovadoras, simplificadas e eficientes nas áreas da ciência heliofísica e astrofísica.
O NuSTAR comemorou recentemente oito anos no espaço, tendo sido lançado em 13 de junho de 2012. Uma missão Small Explorer liderada por Caltech e gerenciada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia para o Diretório de Missões Científicas da agência em Washington, o NuSTAR foi desenvolvido em parceria com o dinamarquês Universidade Técnica e Agência Espacial Italiana (ASI). A sonda foi construída pela Orbital Sciences Corp. em Dulles, Virgínia. O centro de operações da missão do NuSTAR fica na Universidade da Califórnia, em Berkeley, e o arquivo de dados oficial está no Centro de Pesquisa em Arquivos de Ciência de Astrofísica de Alta Energia da NASA, no GSFC. A ASI fornece a estação terrestre da missão e um arquivo de dados espelhados. Caltech gerencia o JPL para a NASA.
O observatório XMM-Newton da ESA foi lançado em dezembro de 1999 em Kourou, Guiana Francesa. A NASA financiou elementos do pacote de instrumentos XMM-Newton e fornece o NASA Guest Observer Facility na GSFC, que apóia o uso do observatório por astrônomos americanos.
A GSFC gerencia a missão Swift em colaboração com a Penn State em University Park, Pensilvânia, o Laboratório Nacional Los Alamos no Novo México e a Northrop Grumman Innovation Systems em Dulles, Virginia. Outros parceiros incluem a Universidade de Leicester e o Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London, no Reino Unido, o Observatório Brera na Itália e a Agência Espacial Italiana.
Para mais informações sobre o NuSTAR, visite:
Para mais informações sobre o NICER, visite:
Para mais informações sobre Swift, visite:
Para mais informações sobre XMM-Newton, visite:
Fonte:
NASA / Editor: Tony Greicius /17-07-2020
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
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´sRadiant 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.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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