Homer Simpson ficaria triste: observações recentes do sistema binário de um buraco negro e de sua estrela companheira mostraram o recuo do disco de acreção em forma de anel ao redor do buraco negro. Esse "anel" encolhedor foi visto em observações do sistema binário GX 339-4, um sistema composto por uma estrela semelhante em massa ao Sol e um buraco negro de dez massas solares.
À medida que o buraco negro se alimenta do gás que flui da estrela em órbita, a mudança no fluxo do gás produz um tamanho variável no disco da matéria que se acumula ao redor do buraco negro em forma de toro. Pela primeira vez, as alterações no tamanho desse disco foram medidas, mostrando o tamanho da rosca menor.
GX-339-4 fica a 26.000 anos-luz de distância na constelação de Ara. A cada 1,7 dias no sistema, uma estrela orbita em torno do buraco negro mais maciço. Esse sistema, e outros semelhantes, mostram explosões periódicas da atividade dos raios X quando o gás que está sendo roubado da estrela pelo buraco negro é aquecido no disco de acumulação que se acumula ao redor do buraco negro. Nos últimos sete anos, o sistema teve quatro explosões de energia nos últimos sete anos, tornando-o um sistema binário de buraco negro / estelar bastante ativo.
O material que cai no buraco forma jatos de fótons e gás altamente energizados, um dos quais é apontado na direção da Terra. São esses jatos que uma equipe de astrônomos internacionais observou usando o observatório de raios-X Suzaku, operado em conjunto pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão e pela NASA, e o satélite Timing Explorer da NASA. Os resultados de suas observações foram publicados na edição de 10 de dezembro da As Cartas do Jornal Astrofísico.
Embora o sistema estivesse fraco quando eles fizeram suas medições com os telescópios, estava produzindo jatos constantes de raios-X. A equipe procurava a assinatura de linhas espectrais de raios-X produzidas pela fluorescência de átomos de ferro no disco. A forte gravidade do buraco negro muda a energia dos raios X produzidos pelo ferro, deixando uma linha espectral característica. Medindo essas linhas espectrais, eles foram capazes de determinar com confiança bastante alta o tamanho do disco encolhedor.
Eis como ocorre o encolhimento: a parte do disco mais próxima do buraco negro é mais densa quando há mais gás saindo da estrela que o acompanha. Mas quando esse fluxo é reduzido, a parte interna do disco aquece e evapora. Durante os períodos mais brilhantes da saída do buraco negro, o disco foi calculado a cerca de 30 km (20 milhas) do horizonte de eventos do buraco negro, enquanto durante períodos mais baixos de luminosidade o disco recua para mais de 27 vezes mais, ou para 1.000 km (600 milhas) da borda do buraco negro.
Isso tem uma implicação importante no estudo de como os buracos negros formam seus jatos; mesmo que o disco de acreção evapore perto do buraco negro, esses jatos permanecem com uma saída constante.
John Tomsick, do Laboratório de Ciências Espaciais da Universidade da Califórnia, Berkeley disse em um comunicado de imprensa da NASA: “Isso não nos diz como os jatos se formam, mas nos diz que os jatos podem ser lançados mesmo quando o acúmulo de alta densidade o fluxo está longe do buraco negro. Isso significa que o fluxo de acreção de baixa densidade é o ingrediente mais essencial para a formação de um jato constante em um sistema de buracos negros. ”
Leia a versão pré-impressa da carta das equipes. Se você quiser obter mais informações sobre como os raios-X dos discos em torno dos buracos negros podem ajudar a determinar sua forma e rotação, consulte um artigo da Space Magazine de 2003, o Iron pode ajudar a determinar se um buraco negro está girando.
Fonte: comunicado de imprensa da NASA / Suzaku
