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ESTUDO FORNECE UM OLHAR MAIS DETALHADO SOBRE OS BURACOS NEGROS
2 de agosto de 2022

 


Os buracos negros supermassivos podem ser obscurecidos por um anel de poeira e gás em forma de donut, conhecido como um "toro".
Crédito: ESA/NASA, projecto AVO e Paolo Padovani

 

Pensa-se que os buracos negros supermassivos residem no centro de quase todas as galáxias grandes. Estes objetos espaciais devoram gás, poeira e estrelas. Podem até tornar-se mais massivos do que algumas pequenas galáxias.

Sabendo o ritmo a que um buraco negro se alimenta, a sua massa e a quantidade de radiação nas proximidades, os investigadores podem determinar quando alguns buracos negros sofreram os seus maiores surtos de crescimento. Essa informação, por sua vez, pode contar-lhes mais sobre a história do Universo.

À medida que avanços como as novas imagens capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA ajudam os cientistas a compreender algumas das forças mais poderosas do Universo, um estudo separado pela Universidade de Dartmouth está a esclarecer o mistério dos buracos negros supermassivos em fase de crescimento rápido, conhecidos como núcleos galácticos ativos ou NGAs.

"As assinaturas de luz destes objetos mistificaram os investigadores durante mais de meio século," diz Tonima Tasnim Ananna, investigadora associada pós-doutorada e autora principal de um novo artigo sobre a família especial de buracos negros.

A luz que vem de perto dos buracos negros supermassivos pode ter cores diferentes. Podem também variar em luminosidade e assinaturas espectrais. Até recentemente, os investigadores acreditavam que as diferenças dependiam do ângulo de visão e do quanto um buraco negro era obscurecido pelo seu "toro", um anel de gás e poeira em forma de donut que geralmente rodeia núcleos galácticos ativos.

Mas os estudos técnicos por Ananna e outros estão a desafiar este modelo. Ananna e Ryan Hickox, professor de física e astronomia, descobriram que os buracos negros têm um aspeto diferente porque se encontram, na realidade, em fases separadas do ciclo de vida.

O novo estudo de Dartmouth descobriu que a quantidade de poeira e gás em redor de um buraco negro supermassivo está diretamente relacionada com o seu crescimento ativo. Quando um buraco negro está a alimentar-se a um ritmo elevado, a energia sopra poeira e gás para longe. Como resultado, é mais provável que fique desobstruído e pareça mais brilhante.

A investigação fornece algumas das provas mais fortes de que existem diferenças fundamentais entre os buracos negros supermassivos com diferentes assinaturas de luz, e que estas diferenças não podem ser explicadas apenas pelo facto de a observação se efetuar através ou em torno do toro de um NGA.

"Isto apoia a ideia de que as estruturas do toro, em redor dos buracos negros, não são todas iguais", diz Hickox, coautor do estudo. "Existe uma relação entre a estrutura e a forma como esta está a crescer".

A descoberta de que o ritmo de alimentação, e não o ângulo de visão, é o que determina as assinaturas de luz dos buracos negros supermassivos provém de uma análise de uma década de NGAs próximos por uma colaboração internacional usando o Swift-BAT, um telescópio de raios-X de alta energia da NASA.

Para o estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal, Ananna desenvolveu uma técnica computacional para avaliar o efeito da matéria obscurecida sobre as propriedades observadas dos buracos negros.

O artigo científico diz que mostra definitivamente a necessidade de rever a teoria dominante dos NGAs que caracteriza um NGA obscurecido e desobstruído como semelhante, apesar de parecer diferente devido ao ângulo de visão.

"Ao longo do tempo, fizemos muitas suposições sobre a física destes objetos", diz Ananna, que foi selecionada em 2020 como uma das 10 principais "Cientistas a Acompanhar" pela Science News. "Agora sabemos que as propriedades dos buracos negros fortemente escondidos são significativamente diferentes das dos NGAs desobstruídos".

A resposta ao mistério espacial incómodo deverá permitir com que os investigadores criem modelos mais precisos da evolução do Universo e de como os buracos negros se desenvolvem.

"Uma das maiores questões no nosso campo é saber de onde vêm os buracos negros supermassivos", diz Hickox. "Esta investigação fornece uma peça crítica que nos pode ajudar a responder a essa pergunta e espero que se torne uma referência nesta disciplina de investigação".

 

 


Tonima Tasnim Ananna, investigadora associada pós-doutorada, à direita, e Ryan Hickox, professor de física e astronomia, no histórico Observatório Shattuck de Dartmouth.
Crédit: Robert Gill


// Universidade de Dartmouth (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

NGAs (Núcleos Galácticos Ativos):
Wikipedia

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

Telescópio Swift:
NASA
Wikipedia

 
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