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Astrônomos testemunham ‘batimento do coração’ de um buraco negro

Cientistas conseguiram enxergar os chamados “batimentos cardíacos” de um buraco negro supermassivo a cerca de 600 milhões de anos-luz de distância da Terra. Eles estão emanando no centro de uma outra galáxia.

Os astrônomos detectaram pela primeira vez esse sinal, que se repete a cada hora, em 2007. Mas, em 2011, nosso sol bloqueou o buraco negro e consequentemente seu “batimento cardíaco” da vista dos satélites.

Quando finalmente conseguiram vê-lo novamente em 2018 — usando o maior satélite de fontes de raios X da Agência Espacial Europeia, o XMM-Newton —, os cientistas se surpreenderem ao ver o “batimento” ainda forte.

A surpresa aconteceu porque “batimentos cardíacos” de buracos negros geralmente não duram muito.

O estudo foi publicado terça-feira (9) na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A “batida” deste buraco negro foi a primeira confirmada pelos cientistas em 2007 — e agora se tornou o “batimento cardíaco” mais prolongado já testemunhado em um buraco negro.

Buracos negros têm batimentos cardíacos?

O nome “batimento cardíaco” é usado pelos astrônomos porque a pulsação em torno do buraco negro cria um sinal repetitivo que pode ser detectado. A pulsação desse sinal em particular é mantida.

Embora os próprios buracos negros sejam invisíveis, o disco de material ao seu redor, chamado de disco de acreção, produz luz de raios X que telescópios e satélites sensíveis, como o XMM-Newton, podem detectar.

Os buracos negros se alimentam do material do disco de acreção, puxando espirais de gás que se aquecem – e as altas temperaturas liberam os raios X. Portanto, ao mesmo tempo que puxam material, os buracos negros também liberam material em feixes de alta potência chamadas jatos.

De acordo com os dados já coletados, a força poderosa dos raios X sendo liberada por esse buraco negro em particular se assemelha com o padrão repetitivo de um batimento cardíaco. Até agora, isso é raro em outros buracos negros.

O tempo entre a pulsação constante deste buraco negro pode sinalizar aos astrônomos o tamanho e a estrutura da matéria mais próxima de horizonte de eventos do buraco negro – que é a área onde nem mesmo a luz consegue escapar da sua força gravitacional.

Os astrônomos compararam o “batimento cardíaco” a “alimentar uma criança de dois anos: se você for rápido demais, elas vão arrotar tudo”, como tentou explicar Chris Done, coautor do estudo e professor de física no Centro de Astronomia Extragalática da Universidade de Durham, em um e-mail.

“A ideia principal sobre a formação desse “batimento cardíaco” é que as partes internas do disco de acreção estãose expandindo e contraindo”, disse Done. “O único outro sistema que sabemos que parece fazer a mesma coisa é um buraco negro de massa estelar 100 mil vezes menor emnossa Via Láctea”.

  1. De acordo com Done, este outro buraco negro está localizado em um dos braços espirais da nossa galáxia – é não é o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. Em vez disso, ele é feito de restos de uma estrela muito massiva. Quando ela entrou em colapso, formou esseburaco negro, que é apenas cerca de 10 vezes a massa do nosso sol, e está sendo alimentado pela matéria de uma estrela companheira binária.Embora seja muito menor do que o buraco negro citado no estudo agora revelado, “a taxa na qual ele está sendo alimentado em relação à massa do buraco negro é a mesma do objeto que estávamos olhando, e é extraordinariamente alta”, disse Done.

Sinais fortes

Algumas mudanças foram encontradas nos “batimentos cardíacos” atuais em comparação com as observações feitas em 2018.

Representação artística de um buraco negro

Representação artística de um buraco negro a 600 milhões de anos-luz da Terra e de seus “batimentos cardíacos”

Foto: Nasa/Goddard Space Flight Center (12.jun.2020)

“Eles ficaram mais forte, e agora conseguimos vê-los com mais facilidade”, relatou Done. “Ou seja, pudemos examinarsuas propriedades com mais detalhes e ver como realmente é semelhante ao buraco negro binário que vemos em nossa galáxia”.

Em seguida, os pesquisadores farão uma análise completa do sinal de “batimento cardíaco” e o compararão com o modo como alguns buracos negros se comportam em nossa galáxia.

“Esse ‘batimento cardíaco’ é incrível”, disse Chichuan Jin, principal autor do estudo e pesquisador do Observatório Astronômico Nacional da Academia Chinesa de Ciências, em comunicado.

“Ele prova que esses sinais resultantes de um buraco negrosupermassivo podem ser muito fortes e persistentes e também oferece a melhor oportunidade para os cientistas investigarem melhor a natureza e a origem desse sinal de ‘batimento cardíaco’.”

Ashley Strickland, da CNN

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