Caros Leitores;
Este conceito artístico retrata o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, conhecido como Sagitário A* (estrela A). Ele é cercado por um disco de acreção giratório de gás quente. A gravidade do buraco negro curva a luz do lado mais distante do disco, fazendo com que pareça envolver acima e abaixo do buraco negro. Vários pontos quentes que lembram erupções solares, mas em uma escala mais energética, são vistos no disco. O Telescópio Espacial James Webb da NASA detectou erupções brilhantes e cintilações mais fracas vindas de Sagitário A*. As cintilações são tão rápidas que devem se originar muito perto do buraco negro.
Ilustração: NASA,
ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
O buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea parece estar tendo uma festa, completa com um show de luzes no estilo bola de discoteca. Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA, uma equipe de astrofísicos obteve o vislumbre mais longo e detalhado até agora do "vazio" que espreita no meio da nossa galáxia.
Eles descobriram que o disco giratório de gás e poeira (ou disco
de acreção) orbitando o buraco negro supermassivo central, chamado Sagittarius
A*, está emitindo um fluxo constante de flares sem períodos de descanso. O
nível de atividade ocorre em uma ampla faixa de tempo — de curtos interlúdios a
longos períodos. Enquanto alguns flares são lampejos fracos, durando meros
segundos, outros flares são erupções ofuscantemente brilhantes, que são
expelidas diariamente. Também há mudanças ainda mais fracas que surgem ao longo
de meses.
As novas descobertas podem ajudar os físicos a entender melhor a
natureza fundamental dos buracos negros, como eles são alimentados pelos
ambientes ao redor e a dinâmica e evolução da nossa própria galáxia.
O estudo foi publicado na edição de 18 de fevereiro do The
Astrophysical Journal Letters.
“Em nossos dados, vimos um brilho borbulhante e em constante
mudança”, disse Farhad Yusef-Zadeh da Northwestern University em Illinois, que
liderou o estudo. “E então bum! Uma grande explosão de brilho surgiu de repente.
Então, ele se acalmou novamente. Não conseguimos encontrar um padrão nessa
atividade. Parece ser aleatório. O perfil de atividade desse buraco negro era
novo e emocionante toda vez que olhávamos para ele.”
Imagem A:
Disco Explosivo ao Redor do Buraco Negro da Via Láctea (Conceito do Artista)
Fogos de
artifício aleatórios
Para conduzir o estudo, Yusef-Zadeh e sua equipe usaram a NIRCam
(Near-Infrared Camera) da Webb para observar Sagittarius A* por um total de 48
horas em incrementos de 8 a 10 horas ao longo de um ano. Isso permitiu que eles
rastreassem como o buraco negro mudou ao longo do tempo.
Enquanto a equipe esperava ver explosões, Sagittarius A* estava
mais ativo do que eles previam. As observações revelaram fogos de artifício
contínuos de vários brilhos e durações. O disco de acreção ao redor do buraco
negro gerou de cinco a seis grandes explosões por dia e várias pequenas
sub-explosões ou explosões entre elas.
Dois
processos separados em jogo
Embora os astrofísicos ainda não entendam completamente os
processos em jogo, Yusef-Zadeh suspeita que dois processos separados sejam
responsáveis pelas explosões curtas e erupções mais longas. Ele postula que pequenas
perturbações dentro do disco de acreção provavelmente geram as fracas
cintilações. Especificamente, flutuações turbulentas dentro do disco podem
comprimir o plasma (um gás quente e eletricamente carregado) para causar uma
explosão temporária de radiação. Yusef-Zadeh compara esses eventos a erupções
solares.
“É semelhante a como o campo magnético do Sol se reúne, comprime
e então irrompe uma explosão solar”, ele explicou. “Claro, os processos são
mais dramáticos porque o ambiente ao redor de um buraco negro é muito mais
energético e muito mais extremo. Mas a superfície do Sol também borbulha com
atividade.”
Yusef-Zadeh atribui os grandes e brilhantes clarões a eventos
ocasionais de reconexão magnética — um processo em que dois campos magnéticos
colidem, liberando energia na forma de partículas aceleradas. Viajando a
velocidades próximas à velocidade da luz, essas partículas emitem rajadas
brilhantes de radiação.
“Um evento de reconexão magnética é como uma faísca de
eletricidade estática, que, em certo sentido, também é uma 'reconexão
elétrica'”, disse Yusef-Zadeh.
Dupla
'Visão'
Como a NIRCam de Webb pode observar dois comprimentos de onda
separados ao mesmo tempo (2,1 e 4,8 mícrons no caso dessas observações),
Yusef-Zadeh e seus colaboradores foram capazes de comparar como o brilho dos
flares mudou com cada comprimento de onda. Mais uma vez, os pesquisadores foram
recebidos com uma surpresa. Eles descobriram que eventos observados no
comprimento de onda mais curto mudaram o brilho ligeiramente antes dos eventos
de comprimento de onda mais longo.
“Esta é a primeira vez que vemos um atraso de tempo em medições
nesses comprimentos de onda”, disse Yusef-Zadeh. “Observamos esses comprimentos
de onda simultaneamente com a NIRCam e notamos que o comprimento de onda mais
longo fica atrás do mais curto por uma quantidade muito pequena — talvez alguns
segundos a 40 segundos.”
Esse atraso de tempo forneceu mais pistas sobre os processos
físicos que ocorrem ao redor do buraco negro. Uma explicação é que as partículas
perdem energia ao longo do flare — perdendo energia mais rápido em comprimentos
de onda mais curtos do que em comprimentos de onda mais longos. Essas mudanças
são esperadas para partículas espiralando ao redor das linhas do campo
magnético.
Visando
um visual ininterrupto
Para explorar mais essas questões, Yusef-Zadeh e sua equipe
esperam usar o Webb para observar Sagitário A* por um período de tempo mais
longo, como 24 horas ininterruptas, para ajudar a reduzir o ruído e permitir
que os pesquisadores vejam detalhes ainda mais sutis.
“Quando você está olhando para eventos de flares tão fracos,
você tem que competir com o ruído”, disse Yusef-Zadeh. “Se pudermos observar
por 24 horas, então podemos reduzir o ruído para ver características que não
conseguíamos ver antes. Isso seria incrível. Também podemos ver se esses flares
se repetem ou se são realmente aleatórios.”
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório
de ciência espacial do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema
solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e
sondando as misteriosas estruturas e origens do nosso universo e nosso lugar
nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros,
ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
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Contatos
de mídia
Laura Betz - laura.e.betz@nasa.gov Centro de Voo Espacial Goddard
da NASA , Greenbelt, Md.
Christine Pulliam - cpulliam@stsci.edu
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial ,
Baltimore, Maryland.
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imagens do telescópio do buraco negro da Via Láctea
Vídeo: Dimensionando
diferentes massas de buracos negros
Interativo: Aprenda sobre as
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Em Espanhol
Para saber mais, acesse o link
https://science.nasa.gov/missions/webb/webb-reveals-rapid-fire-light-show-from-milky-ways-central-black-hole/
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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).
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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