Recentemente, um buraco negro supermassivo foi pego devorando uma estrela, e o fluxo de partículas que o buraco negro cuspiu poderia revelar um princípio secreto que governa como as galáxias crescem.
A festa do buraco negro foi detectada pela primeira vez em 11 de novembro de 2014 por radiotelescópios e radiotelescópios em todo o mundo. Os sinais, que vieram de 300 milhões de anos-luz de distância da Terra, capturaram os brutais últimos momentos de uma estrela, conhecida como uma explosão de maré. Essa explosão de energia eletromagnética ocorre quando a imensa força gravitacional de um buraco negro rasga uma estrela que passa.
"O buraco negro primeiro destrói a estrela. Faz uma sopa com isso", disse Dheeraj Pasham, pesquisador de pós-doutorado do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e principal autor de um artigo publicado esta semana. no Astrophysical Journal. "Quando isso acontece, vemos um súbito flash de radiação no céu. A sopa cai gradualmente no buraco negro, e é assim que o buraco negro está se alimentando".
Mas havia uma coisa desconcertante sobre o sinal: enquanto o padrão nos sinais de raios-X era quase idêntico ao dos sinais de rádio associados ao evento, o sinal de rádio refletia o que havia acontecido no sinal de raios-X 13 dias antes. Ou seja, quando o sinal de raios-X se tornasse mais brilhante, o sinal de rádio espelharia esse aumento de brilho quase duas semanas depois.
Isso levou os astrônomos a postular que a fonte do sinal de raios-X deve ser a matéria atraída e energizada pelo buraco negro, enquanto as ondas de rádio provêm de um fluxo de material altamente energizado que escapa do buraco negro, chamado de jato relativístico.
Anteriormente, os cientistas pensavam que as ondas de rádio vinham da explosão da estrela, que era atingida por maremotos do buraco negro. De acordo com essa hipótese, a explosão energiza partículas de plasma no espaço circundante, e essas partículas energizadas emitem ondas de rádio. No entanto, se esse fosse o caso, não haveria relação entre as ondas de rádio e os raios-X gerados pelo material que cai no buraco negro, disseram os pesquisadores.
"Argumentamos que esse acoplamento entre o rádio e a radiação de raios-X está nos dizendo que o rádio deve vir do jato e que o jato é regulado pelo acréscimo" ou pelo crescimento do buraco negro, disse Pasham à Live Science. "Os dados indicam claramente que o que quer que caia no buraco negro impulsiona o jato".
À medida que o buraco negro devora mais da "sopa em estrela", o jato que sai do buraco negro se fortalece. Este estudo marca a primeira vez que os astrônomos descobriram essa correlação em um objeto, disseram os pesquisadores.
"Isso está nos dizendo que a taxa de alimentação do buraco negro está controlando a força do jato que produz", afirmou Pasham em comunicado. "Um buraco negro bem alimentado produz um jato forte, enquanto um buraco negro desnutrido produz um jato fraco ou nenhum jato".
Crescimento galáxia
Pasham disse que se futuras observações mostrarem um padrão semelhante, os cientistas poderão começar a entender as origens dos jatos misteriosos. Esses jatos saem dos buracos negros quase à velocidade da luz, e alguns astrônomos acreditam que os jatos poderiam ser a fonte dos raios cósmicos galácticos, os fluxos de partículas de alta energia zumbindo através do espaço através de grandes distâncias.
"Como os jatos são lançados pelos buracos negros, esse é um grande mistério na astrofísica", disse Pasham.
Além disso, se um relacionamento simples vincular a taxa de acréscimo, ou a taxa na qual um buraco negro engole massa, ao tamanho do jato relativístico do buraco negro, esse relacionamento pode afetar o crescimento das galáxias, disseram os pesquisadores em comunicado. Isso ocorre porque as galáxias crescem quando novas estrelas se formam, mas a formação de estrelas requer temperaturas frias. Enquanto isso, os jatos dos buracos negros aquecem o ambiente ao redor, o que pode torná-lo temporariamente quente demais para formar novas estrelas. O conhecimento do tamanho dos jatos dos buracos negros poderia então ser usado para prever as taxas de crescimento das galáxias, disseram os pesquisadores.
"Se a taxa na qual o buraco negro está alimentando é proporcional à taxa na qual está bombeando energia, e se isso realmente funciona para cada buraco negro, é uma receita simples que você pode usar em simulações da evolução das galáxias", disse Pasham em a declaração. "Então, isso indica uma imagem maior."
