ALMA AVISTA CORAÇÃO CINTILANTE DA VIA LÁCTEA 26 de maio de 2020
Impressão de artista do disco de gás em torno do buraco negro supermassivo. Manchas quentes que orbitam o objeto monstruoso podem produzir emissões milimétricas quase periódicas detetadas com o ALMA.
Crédito: Universidade Keio
Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrónomos encontraram oscilações quase periódicas em ondas milimétricas do centro da Via Láctea, Sagitário (Sgr) A*. A equipa interpretou este piscar como devido à rotação de pontos de rádio, em torno do buraco negro supermassivo, com um raio orbital menor que o de Mercúrio. Esta é uma pista interessante para investigar o espaço-tempo com extrema gravidade.
"Sabe-se que Sgr A* às vezes brilha em comprimentos de onda milimétricos," diz Yuhei Iwata, autor principal de um artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e estudante da Universidade Keio, Japão. "Desta vez, usando o ALMA obtivemos dados de alta qualidade da variação da intensidade de ondas de rádio de Sgr A* durante 10 dias, 70 minutos por dia. Em seguida, encontrámos duas tendências: variações quase periódicas com uma escala de tempo típica de 30 minutos e variações mais lentas de uma hora."
Os astrónomos presumem que um buraco negro supermassivo com uma massa de 4 milhões de sóis esteja localizado no centro de Sgr A*. Foram observados surtos de brilho de Sgr A* não apenas em comprimentos de onda milimétrico, mas também no infravermelho e em raios-X. No entanto, as variações detetadas com o ALMA são muito mais pequenas do que as detetadas anteriormente, e é possível que estes níveis de pequenas variações ocorram sempre em Sgr A*.
O buraco negro, propriamente dito, não produz nenhum tipo de emissão. A fonte da emissão é o disco gasoso escaldante em torno do buraco negro. O gás que rodeia o buraco negro não entra diretamente no poço gravitacional, mas gira em seu redor para formar um disco de acreção.
A equipa concentrou-se em pequenas variações na escala e descobriu que o período de variação de 30 minutos é comparável ao período orbital da orla mais interna do disco de acreção com um raio de 0,2 unidades astronómicas (1 unidade astronómica corresponde à distância entre a Terra e o Sol: 150 milhões de quilómetros). Para comparação, Mercúrio, o planeta mais interior do Sistema Solar, orbita o Sol a uma distância de 0,4 UA. Tendo em conta a massa colossal no centro do buraco negro, o seu efeito gravitacional sob o disco de acreção é também extremo.
"Esta emissão pode estar relacionada com alguns fenómenos exóticos que ocorrem nas proximidades do buraco negro supermassivo" diz Tomoharu Oka, professor da Universidade Keio.
O seu cenário é o seguinte: os pontos quentes são formados esporadicamente no disco e circulam em torno do buraco negro, emitindo fortes ondas milimétricas. Segundo a teoria especial da relatividade de Einstein, a emissão é largamente ampliada quando a fonte está a mover-se em direção ao observador com uma velocidade comparável à da luz. A velocidade de rotação da orla interna do disco de acreção é bastante grande, de modo que surge este efeito extraordinário. Os astrónomos pensam que esta é a origem da variação de curto prazo da emissão milimétrica de Sgr A*.
A equipa supõe que a variação possa afetar o esforço de criar uma imagem do buraco negro supermassivo com o EHT (Event Horizon Telescope). "Em geral, quanto mais rápido o movimento, mais difícil é tirar uma foto do objeto," diz Oka "Ao invés, a variação da emissão propriamente dita fornece informações convincentes do movimento do gás. Podemos testemunhar o momento exato de absorção de gás pelo buraco negro com uma campanha de monitorização a longo prazo com o ALMA". Os investigadores pretendem extrair informações independentes para entender o ambiente misterioso em redor do buraco negro supermassivo.
A variação da emissão milimétrica de Sgr A* detetada com o ALMA. O pontos de cores diferentes mostram o fluxo a diferentes frequências (azul: 234.0 GHz, verde: 219,5 GHz, vermelho: 217,5 GHz). O diagrama mostra variações com um período de aproximadamente 30 minutos.
Crédito: Y. Iwata et al./Universidade Keio
