Mudanças rápidas apontam para a origem dos ventos ultra-rápidos dos buracos negros
7 de julho de 2018 2 de março de 2017 Por Rui C. Barbosa
Os telescópios espaciais da ESA e da NASA fizeram a observação mais detalhada de um vento ultra-rápido que flui da vizinhança de um buraco negro, a quase um quarto da velocidade da luz.
A saída de gás é uma característica comum dos buracos negros super-massivos que residem no centro de grandes galáxias. Milhões a mil milhões de vezes mais maciços do que o Sol, esses buracos negros alimentam-se do gás circundante que gira em torno deles. Os telescópios espaciais vêem isso como emissões brilhantes, incluindo raios-X, da parte mais interna do disco ao redor do buraco negro.
Ocasionalmente, os buracos negros "comem" demais e expelem um vento ultra-rápido. Estes ventos são uma característica de estudo importante, porque poderiam ter uma forte influência na regulação do crescimento da galáxia hospedeira, removendo o gás circundante e, portanto, suprimindo o nascimento de estrelas.
Usando os telescópios XMM-Newton da ESA e o NuStar da NASA, os cientistas fizeram a observação mais detalhada, até hoje, de tal efusão, vinda de uma galáxia activa identificada como IRAS 13224-3809. Os ventos registrados a partir do buraco negro atingem 71 000 km/s – 0,24 vezes a velocidade da luz – colocando-os no top 5% dos ventos de buracos negros mais rápidos conhecidos.
"Temos muitas vezes apenas uma observação de um determinado objeto; depois, vários meses ou mesmo anos mais tarde, observamo-lo novamente e vemos se houve uma mudança", diz Michael Parker do Instituto de Astronomia de Cambridge, Reino Unido, autor principal do artigo publicado esta semana na Nature e que descreve o novo resultado.
"Graças a esta longa campanha de observação, observámos, pela primeira vez, mudanças nos ventos numa escala de tempo de menos de uma hora."
As mudanças foram observadas no aumento da temperatura dos ventos, uma assinatura da sua resposta a uma maior emissão de raios-X do disco adjacente ao buraco negro.
Além disso, as observações também revelaram mudanças nas impressões digitais químicas do gás expelido: à medida que a emissão de raios X aumentou, removeu electrões dos seus átomos no vento, apagando as assinaturas de vento observadas nos dados.
"As impressões químicas do vento mudaram com a força dos raios-X em menos de uma hora, centenas de vezes mais rápido do que alguma vez observado", diz o coautor Andrew Fabian, também do Instituto de Astronomia e investigador principal do projecto.
"Isso permite-nos vincular a emissão de raios-X, que surge do material de arremesso no buraco negro, para a variabilidade do vento de saída mais distante."
"Encontrar essa variabilidade, e encontrar evidências para esta conexão, é um passo fundamental para entender como os ventos de buracos negros são lançados e acelerados, o que por sua vez é uma parte essencial da compreensão da sua capacidade de abrandar a formação de estrelas na galáxia de acolhimento", acrescenta Norbert Schartel, cientista do projecto XMM-Newton da ESA.