Esta é a primeira imagem direta de uma estrela sendo devorada por um buraco negro

Pela primeira vez, astrônomos fizeram uma imagem direta da formação e expansão de um jato de material expelido quando a poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo destruiu uma estrela que se aproximou muito dele.

A pesquisa foi liderada por Miguel Perez-Torres, do Instituto Astrofísico da Andaluzia (Espanha), e Seppo Mattila, da Universidade de Turku (Finlândia), que conduziram uma equipe de 36 cientistas de 26 instituições de todo o mundo.

Os achados foram publicados na prestigiada revista Science.

O evento ocorreu em um par de galáxias em colisão chamado Arp 299, a cerca de 150 milhões de anos-luz da Terra.

No centro de uma das galáxias, um buraco negro com 20 milhões de vezes mais massa que o sol despedaçou uma estrela com mais que o dobro da massa do sol, desencadeando uma cadeia de ações.

Apenas um pequeno número dessas mortes estelares, chamadas de “eventos de ruptura de maré” (na sigla em inglês, TDE) já foram detectadas, mas não em tantos detalhes.

“Nunca antes pudemos observar diretamente a formação e a evolução de um jato de um desses eventos”, disse Perez-Torres.

As observações desse evento foram iniciadas em 30 de janeiro de 2005, quando astrônomos usando o telescópio William Herschel, nas Ilhas Canárias, descobriram a explosão brilhante de emissão infravermelha.

Em 17 de julho de 2005, uma nova e distinta fonte de emissão de rádio foi detectada no mesmo local.

“Com o passar do tempo, o novo objeto permaneceu brilhante em comprimentos de onda de infravermelho e rádio, mas não em luz visível e raios-X”, explicou Mattila.

Os pesquisadores imaginaram que se tratava de gás interestelar grosso e poeira perto do centro da galáxia absorvendo os raios-X e a luz visível.

Depois de diversas observações contínuas realizadas durante quase uma década, os cientistas concluíram que a fonte de emissão de rádio estava se expandindo em uma determinada direção, exatamente como o esperado para um jato. O jato se movia a uma média de um quarto da velocidade da luz.

Os espetaculares TDEs

Na maior parte do tempo, buracos negros supermassivos não estão ativamente devorando nada. Quando o fazem, no entanto, é um evento espetacular.

Se uma estrela chega perto demais do buraco negro, é destruída, formando um disco de acreção ao redor do seu equador. O disco acaba caindo dentro do objeto, e suas intensas forças gravitacionais e friccionais o aquecem e fazem com que ele brilhe.

Parte desse material também flui da parte interna do disco de acreção via linhas de campo magnético para os polos do buraco negro, onde radiação e partículas são lançadas no espaço próximo à velocidade da luz, formando os característicos jatos.

Os eventos de ruptura de maré proporcionam aos cientistas uma oportunidade única de avançar na compreensão da formação e evolução de tais jatos.

Como esses eventos podem ter sido mais comuns no universo distante, estudá-los pode ajudar os cientistas a entender o ambiente no qual as galáxias se desenvolveram bilhões de anos atrás.

*Por Davson Filipe

 

 

 

 

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*Fonte: realidadesimulada

O mistério do buraco negro que dispara ‘balas’ de plasma e move o espaço-tempo

O comportamento inusitado desse buraco negro fascina e intriga os cientistas.

Chamado V404 Cygni, ele se encontra a 8 mil anos-luz de distância da Terra.

Embora tenha sido identificado pela primeira vez em 1989, o buraco negro chamou atenção internacional quando, após mais de duas décadas de inatividade, despertou em 2015 se tornando o objeto mais brilhante observado no espaço com raios-X de alta energia.

Quando astrônomos do mundo todo apontaram seus telescópios para esse objeto celeste, descobriram um comportamento peculiar. E os resultados, baseados em dados coletados em 2015, acabam de ser publicados na revista científica Nature.

“Ficamos chocados com o que vimos, foi algo completamente inesperado”, indicou Gregory Sivakoff, pesquisador da Universidade de Alberta, no Canadá, um dos autores do estudo.

Jatos que oscilam

O V404 Cygni faz parte de um sistema binário, que absorve ou aspira material de sua estrela companheira.

Ao fazer isso, ele dispara “balas” ou jatos em alta velocidade para expelir o material.

Geralmente, esses jatos saem diretamente dos polos dos buracos negros em uma linha perpendicular ao anel de matéria que os envolve, o chamado disco de acreção.

Mas no caso do V404 Cygni os jatos são expelidos rapidamente em diferentes direções e de forma curva.

Os jatos parecem girar rapidamente como nuvens de plasma de alta velocidade, com apenas alguns minutos de intervalo.

“É um dos mais extraordinários sistemas de buraco negro já encontrado”, disse o principal autor do estudo, James Miller-Jones, do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia da Universidade de Curtin, na Austrália.

Girando como um pião

O disco de acreção do buraco negro tem 10 milhões de quilômetros de diâmetro, e a mecânica deste disco é responsável pelo inusitado comportamento do jato.

Em geral, se espera que o disco gire no mesmo eixo que o buraco negro – mas não foi o que aconteceu desta vez.

“O que é diferente no caso do V404 Cygni é que acreditamos que o disco de matéria e o buraco negro estão desalinhados”, explica Miller-Jones.

“Aparentemente isso está fazendo com que o interior do disco gire como um pião que está perdendo velocidade, e que emite jatos em diferentes direções, à medida que muda sua orientação.”

Quando o V404 Cygni despertou em 2015, uma grande quantidade de matéria circundante caiu dentro do buraco negro ao mesmo tempo, então a taxa de acreção ou queda de matéria no buraco aumentou temporariamente e fez com que a energia disparasse.

A pesquisa se baseou em observações do Very Long Baseline Array (VLBA), um radiotelescópio formado por dez antenas localizadas em diferentes enclaves dos Estados Unidos.

Também foram utilizados dados do observatório integral de alta energia da Agência Espacial Europeia (ESA).

Arrasto de espaço-tempo

Os cientistas investigam as causas do inusitado desalinhamento entre o buraco negro e o disco de matéria que o rodeia.

Uma das possibilidades é que o eixo de rotação do buraco negro tenha sido inclinado por um impacto durante a explosão estelar que o criou.

A mudança no eixo de rotação se deveria também a um fenômeno chamado efeito de arrasto de referenciais (frame dragging, em inglês), previsto por Albert Einstein em sua teoria da relatividade geral.

Ao girar, o campo gravitacional rotatório do buraco negro é tão intenso que arrasta o espaço-tempo em seu entorno.

A constatação, segundo os autores do estudo, amplia nosso conhecimento sobre a formação de buracos negros – e, como destaca Sivakoff, “nos dá um pouco mais de informação sobre a grande questão: como conquistamos nosso lugar no Universo?”

 

 

 

 

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*Fonte: bbc-brasil

Teoria defende que estamos vivendo dentro de um buraco negro

Falar sobre o Big Bang não é nenhuma novidade. A maior parte da comunidade científica concorda que o Universo teve início em um quente e denso ponto infinitesimal, conhecido como singularidade. Coincidentemente, um buraco negro também possui como base essa definição, abrindo possibilidades para que alguns físicos acreditem que eles podem ser a origem de novos universos.
Mistérios da criação

A teoria mais aceita sobre buracos negros diz que eles são formados a partir da morte de uma estrela maciça, que após um colapso gravitacional acaba com sua massa concentrada em um ponto infinitesimal, de onde nem mesmo a luz consegue escapar. Não se sabe exatamente o que existe dentro do buraco, mas os limites que configuram a existência de um são conhecidos como horizonte de eventos.

Esse limite define onde não seria mais possível se livrar das forças de atração geradas pelo buraco. Como ele também absorve a luz, forma-se uma região opaca, que não permite a visualização do centro, no caso a singularidade. É importante ressaltar que, quando matéria cai em um buraco, ela é atraída rapidamente, mas conforme se aproxima do centro sua velocidade diminui cada vez mais.

Voltando ao Big Bang, durante o primeiro trilionésimo de segundo após a explosão, o Universo se expandiu incrivelmente rápido, mas com o tempo essa velocidade foi diminuindo. Não exatamente da mesma forma, mas esse processo não se assemelha bastante com o horizonte de eventos de um buraco negro?
Variação de dimensões

Um buraco negro, no nosso Universo, possui três dimensões, mas o horizonte de eventos dele possui somente duas. Ou seja, se nosso Universo realmente for um horizonte de eventos, ele teria de ser gerado por um buraco negro existente em outro Universo, com quatro dimensões.

Não possuímos capacidade de calcular o que acontece na singularidade, pois as leis da física, como as conhecemos, se limitam ao início do horizonte de eventos. Quando a matéria é absorvida por um buraco negro, o horizonte de eventos codifica essa informação.

Podemos imaginar que ele existe em linha com o horizonte de eventos, com sua área possuindo o tamanho necessário para conter toda a matéria que caiu nele desde sua formação, e isso poderia ser o nosso próprio Universo.

Apesar de a ideia parecer ter sido bolada no roteiro de um filme de ficção científica, foram pesquisadores da Universidade de Waterloo que levantaram essa possibilidade em 2014. De acordo com o The Perimeter Institute, um dos grandes problemas com a teoria mais aceita é que “a hipótese do big bang mostra nosso universo relativamente compreensível, uniforme e previsível surgindo da insanidade destruidora da física de uma singularidade. Parece improvável”.

De forma extremamente simplificada, viveríamos em um universo que existe dentro de um buraco negro. Isso implicaria que, dentro dos buracos negros que conhecemos, existissem outros universos, e assim por diante. Enquanto não conseguirmos aprender mais sobre essas incríveis regiões do espaço, teorias como essa continuam sendo uma possibilidade real. E a grande questão é: como seriam esses outros universos?

 

 

 

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*Fonte: megacurioso