Caros Leitores;
Equipes internacionais
de astrônomos monitorando um buraco negro supermassivo no coração de uma
galáxia distante detectaram características nunca vistas antes usando dados de
missões da NASA e outras instalações. As características incluem o lançamento
de um jato de plasma movendo-se a quase um terço da velocidade da luz e
flutuações incomuns e rápidas de raios X provavelmente surgindo perto da borda
do buraco negro.
Imagens de rádio de 1ES
1927+654 revelam estruturas emergentes que parecem ser jatos de plasma em
erupção de ambos os lados do buraco negro central da galáxia após uma forte
explosão de rádio. A primeira imagem, tirada em junho de 2023, não mostra
nenhum sinal do jato, possivelmente porque o gás quente o escondeu da vista.
Então, a partir de fevereiro de 2024, as características emergem e se expandem
para longe do centro da galáxia, cobrindo uma distância total de cerca de meio
ano-luz, medida a partir do centro de cada estrutura.
NSF/AUI/NSF NRAO/Meyer
et al. 2025
A
fonte é 1ES 1927+654, uma galáxia localizada a cerca de 270 milhões de anos-luz
de distância na constelação de Draco. Ela abriga um buraco negro central com
uma massa equivalente a cerca de 1,4 milhões de Sóis.
“Em
2018, o buraco negro começou a
mudar suas propriedades bem diante de nossos olhos, com uma
grande explosão óptica, ultravioleta e de raios X”, disse Eileen Meyer,
professora associada da UMBC ( University
of Maryland Baltimore County ).
“Muitas equipes têm mantido um olhar atento sobre ele desde então.”
Ela
apresentou as descobertas de sua equipe na 245ª reunião da American
Astronomical Society em
National Harbor, Maryland. Um artigo liderado
por Meyer descrevendo os resultados de rádio foi publicado em 13 de janeiro no
The Astrophysical Journal Letters.
Após
a explosão, o buraco negro pareceu retornar a um estado de silêncio, com uma
calmaria na atividade por quase um ano. Mas em abril de 2023, uma equipe
liderada por Sibasish Laha na UMBC e no Goddard Space Flight Center da NASA
em Greenbelt, Maryland, notou um aumento constante de meses em raios X de baixa
energia em medições pelo Observatório
Neil Gehrels Swift da NASA e pelo telescópio NICER (Neutron
star Interior Composition Explorer) na Estação Espacial
Internacional . Este programa de monitoramento, que também inclui observações
do NuSTAR (Nuclear
Spectroscopic Telescope Array) da NASA e da missão XMM-Newton da
ESA (Agência Espacial Europeia) , continua.
O
aumento nos raios X levou a equipe da UMBC a fazer novas observações de rádio,
que indicaram que uma forte e altamente incomum explosão de rádio estava em
andamento. Os cientistas então começaram observações intensivas usando o VLBA (Very Long
Baseline Array) do NRAO (National
Radio Astronomy Observatory) e outras instalações. O VLBA, uma rede de
radiotelescópios espalhados pelos EUA, combina sinais de antenas individuais
para criar o que equivale a uma poderosa câmera de rádio de alta resolução.
Isso permite que o VLBA detecte características com menos de um ano-luz de
diâmetro à distância de 1ES 1927+654.
A galáxia ativa 1ES
1927+654, circulada, tem exibido mudanças extraordinárias desde 2018, quando
uma grande explosão ocorreu em luz visível, ultravioleta e raios X. A galáxia
abriga um buraco negro central pesando cerca de 1,4 milhão de massas solares e
está localizada a 270 milhões de anos-luz de distância.
Pan-STARRS
Dados
de rádio de fevereiro, abril e maio de 2024 revelam o que parecem ser jatos de
gás ionizado, ou plasma, estendendo-se de ambos os lados do buraco negro, com
um tamanho total de cerca de meio ano-luz. Os astrônomos há muito se perguntam
por que apenas uma fração dos buracos negros monstruosos produzem jatos de
plasma poderosos, e essas observações podem fornecer pistas críticas.
“O
lançamento de um jato de buraco negro nunca foi observado antes em tempo real”,
observou Meyer. “Achamos que o fluxo começou antes, quando os raios X
aumentaram antes do flare de rádio, e o jato foi escondido de nossa visão por
gás quente até que ele explodiu no começo do ano passado.”
Um
artigo explorando essa possibilidade, liderado por Laha, está sob
revisão no
The Astrophysical Journal. Meyer e Megan Masterson, uma candidata a doutorado
no Massachusetts
Institute of Technology em
Cambridge que também apresentou na reunião, são coautores.
Usando
observações XMM-Newton, Masterson descobriu que o buraco negro exibiu variações
de raios X extremamente rápidas entre julho de 2022 e março de 2024. Durante
esse período, o brilho dos raios X aumentou e caiu repetidamente em 10% a cada
poucos minutos. Essas mudanças, chamadas oscilações quasiperiódicas de
milihertz, são difíceis de detectar em torno de buracos negros supermassivos e
foram observadas em apenas um punhado de sistemas até o momento.
“Uma
maneira de produzir essas oscilações é com um objeto orbitando dentro do disco
de acreção do buraco negro. Nesse cenário, cada subida e descida dos raios X
representa um ciclo orbital”, disse Masterson.
Se
as flutuações fossem causadas por uma massa orbital, então o período encurtaria
conforme o objeto caísse cada vez mais perto do horizonte de eventos do buraco
negro, o ponto sem retorno. Massas orbitais geram ondulações no espaço-tempo
chamadas ondas gravitacionais. Essas ondas drenam a energia orbital, trazendo o
objeto para mais perto do buraco negro, aumentando sua velocidade e encurtando
seu período orbital.
Ao
longo de dois anos, o período de flutuação caiu de 18 minutos para apenas 7 — a
primeira medição desse tipo em torno de um buraco negro supermassivo. Se isso
representasse um objeto em órbita, ele agora estava se movendo à metade da
velocidade da luz. Então algo inesperado aconteceu — o período de flutuação se
estabilizou.
Por Francis Reddy
Centro de Voo Espacial Goddard da NASA ,
Greenbelt, Md.
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301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov
Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Md.
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304-456-2236
jmalusky@nrao.edu
Observatório Nacional de Radioastronomia, Charlottesville, Va.
Para saber mais, acesse o link
Fonte: NASA / Publicação 13/01/2025
https://spacetoday.com.br/astronomos-detectam-fenomenos-ineditos-em-buraco-negro-aas245/
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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
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