sexta-feira, 28 de setembro de 2012

Astrônomos medem fronteira final de buraco negro

Com informações do CFA e Perimeter Institute - 28/09/2012


Horizonte de eventos


Usando um telescópio do tamanho de um continente, uma equipe internacional de astrônomos conseguiu observar pela primeira vez a fronteira de um buraco negro no centro de uma galáxia distante.

Eles mediram o "ponto sem volta" do buraco negro - a menor distância que a matéria pode se aproximar antes de ser irremediavelmente puxada para "dentro" do buraco negro.

Um buraco negro é uma região no espaço onde a força da gravidade é tão forte que nada, nem mesmo a luz, pode escapar.

Essa fronteira final é conhecida como horizonte de eventos.

Astrônomos mediram pela primeira vez a fronteira final de um buraco negro, o limite a partir do qual nada consegue escapar - ou quase nada, já que os buracos negros emitem jatos de partículas. [Imagem: Chris Fach/Perimeter Institute/University of Waterloo]

Buraco negro gigante


A equipe examinou o buraco negro localizado no centro de uma galáxia elíptica gigante chamada Messier 87 (M87), que está localizada a cerca de 50 milhões de anos-luz da Terra.

"Ainda que este buraco negro esteja muito longe, ele é tão grande que seu tamanho aparente no céu é aproximadamente o mesmo que o buraco negro no centro da Via Láctea," explica Jonathan Weintroub, coautor do estudo. "Isso o torna um alvo ideal para estudos."

Esse buraco negro é 6 bilhões de vezes mais massivo que o Sol. Ele é rodeado por um disco de acreção de gás, que espirala em direção à sua goela aparentemente insaciável.

Embora o buraco negro propriamente dito seja invisível, seu disco de acreção é quente o suficiente para brilhar, o que permite sua observação.

Órbita estável


De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, a massa e a rotação de um buraco negro determinam o quão perto um material pode orbitá-lo antes de se tornar instável e cair em direção ao horizonte de eventos.

A equipe foi capaz de medir a órbita estável mais interna, descobrindo que ela tem apenas 5,5 vezes o tamanho do horizonte de eventos do buraco negro.

Essa dimensão sugere que o disco de acreção está girando no mesmo sentido que o buraco negro.

Estas informações são importantes porque começam a elucidar a origem dos brilhantes jatos de partículas emitidos por alguns buracos negros - a fronteira mostra o local exato de origem desses jatos.


É possível vencer um buraco negro: esta é a primeira observação empírica rumo à explicação dos jatos de partículas emitidos pelos buracos negros. [Imagem: NASA/Ann Field]

Vencendo um buraco negro


Este é o primeiro indício empírico para tentar estabelecer uma conexão entre a rotação e os jatos ultrarrelativísticos emitidos pelos buracos negros.

Os astrônomos têm várias hipóteses para tentar explicar os jatos aparentemente paradoxais, já que o buraco negro deveria engolir tudo e não emitir coisa alguma - vencer a super gravidade de um buraco negro para lançar alguma coisa ao espaço exige uma energia descomunal.

As candidatas principais à explicação são duas. A primeira é que o próprio buraco negro é um grande reservatório de energia - um buraco negro rotativo, ou quasar, tem uma quantidade gigantesca de energia rotacional, que pode ser suficiente para emitir os jatos.

A segunda possibilidade é que a energia venha de algum processo de acreção - o disco de acreção é a espiral de matéria caindo em direção ao buraco negro.

A física dessa acreção ainda está por ser compreendida.

Radiotelescópio virtual


As observações foram feitas interligando radiotelescópios no Havaí, no Arizona e na Califórnia para criar um telescópio virtual chamado o Telescópio Horizonte de Eventos, ou EHT.

O EHT é capaz de ver detalhes 2.000 vezes menores do que o Telescópio Espacial Hubble consegue enxergar, embora ambos observem o céu em comprimentos de onda diferentes.

A equipe planeja expandir o telescópio virtual, acrescentando antenas no Chile, Europa, México, Groenlândia e no Pólo Sul, a fim de obter imagens ainda mais detalhadas de buracos negros.



Bibliografia:


Jet-Launching Structure Resolved Near the Supermassive Black Hole in M87
Sheperd S. Doeleman, Vincent L. Fish, David E. Schenck, Christopher Beaudoin, Ray Blundell, Geoffrey C. Bower, Avery E. Broderick, Richard Chamberlin, Robert Freund, Per Friberg, Mark A. Gurwell, Paul T. P. Ho, Mareki Honma, Makoto Inoue, Thomas P. Krichbaum, James Lamb, Abraham Loeb, Colin Lonsdale, Daniel P. Marrone, James M. Moran, Tomoaki Oyama, Richard Plambeck, Rurik A. Primiani, Alan E. E. Rogers, Daniel L. Smythe, Jason SooHoo, Peter Strittmatter, Remo P. J. Tilanus, Michael Titus, Jonathan Weintroub, Melvyn Wright, Ken H. Young, Lucy Ziurys
Science
Vol.: Published online
DOI: 10.1126/science.1224768


Fonte: Inovação Tecnológica

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