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Domingo, Agosto 14, 2022

Este buraco negro supermassivo gira mais devagar do que o esperado, e não sabemos por que

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Buracos negros. Eles costumavam ser teóricos, até o o primeiro foi encontrado e confirmado volta no final do século 20. Agora, os astrônomos os encontram em todo o lugar. Temos até imagens de rádio diretas de dois buracos negros: um em M87 e Sagitário A* no centro de nossa galáxia.

Então, o que sabemos sobre eles? Muito. Mas, há mais para descobrir.

Uma equipe de astrônomos usando dados do Observatório de Raios-X Chandra fez uma descoberta surpreendente sobre um buraco negro supermassivo central em um quasar embutido em um aglomerado de galáxias distante. O que eles encontraram fornece pistas sobre a origem e evolução dos buracos negros supermassivos.

Identificação de dois fatores de buracos negros

Se você vai estudar um buraco negro, particularmente um supermassivo, há muitos desafios. Acontece que toda grande galáxia tem um buraco negro monstruoso central. Então, é importante saber o máximo que pudermos sobre eles. Esses gigantes cósmicos contêm milhões ou até bilhões de massas solares.

Eles têm fortes forças gravitacionais – e nada, nem mesmo a luz, pode escapar de suas garras. Isso afeta nossa capacidade de olhar para eles e suas regiões próximas.

Uma coisa que ainda não está muito clara: como esses monstros se formam e evoluem?

A resposta está parcialmente em duas de suas características. “Todo buraco negro pode ser definido por apenas dois números: seu spin e sua massa”, disse Julia Sisk-Reynes, do Instituto de Astronomia (IoA) da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, que liderou um novo estudo de um buraco negro supermassivo cerca de 3,6 bilhões de anos de distância de nós.

“Embora isso pareça bastante simples, descobrir esses valores para a maioria dos buracos negros provou ser incrivelmente difícil.”

Radiografia de um buraco negro

Medir as massas é difícil, embora existam maneiras de fazê-lo. Medir o spin é um verdadeiro desafio. Para saber mais sobre buracos negros monstruosos, Sisk-Reynes e colaboradores usaram dados do Observatório de Raios-X Chandra.

Eles estudaram observações do motor do buraco negro supermassivo central do quasar H1821+643 e possivelmente obtiveram sua taxa de rotação. Ele contém 30 bilhões de vezes a massa do Sol. (Em comparação, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea tem apenas cerca de 4 milhões de massas solares.)

Por que raios-X? Um buraco negro giratório arrasta o espaço com ele e permite que a matéria orbite mais perto dele do que é possível para um não giratório. Os dados de raios-X mostram o quão rápido o buraco negro gira.

Estudos do espectro de H1821+643 mostram que sua taxa de rotação do buraco negro é estranha, em comparação com outros menos massivos que giram perto da velocidade da luz. Essa taxa mais lenta para o buraco negro do quasar surpreendeu a equipe.

“Descobrimos que o buraco negro em H1821 + 643 está girando cerca de metade da velocidade da maioria dos buracos negros pesando entre cerca de um milhão e dez milhões de sóis,” disse astrônomo Christopher Reynolds (também do Instituto de Astronomia). Ele é co-autor do artigo que relata os resultados das medições do Chandra. “A pergunta de um milhão de dólares é: por quê?”

Buracos negros: origem e evolução

A história do H1821 + 643 pode ser a chave para entender sua taxa de rotação mais lenta, de acordo com o coautor James Matthews (também do Instituto de Astronomia).

Ele sugere que buracos negros supermassivos como o de H1821 + 643 provavelmente cresceram através de fusões com outros buracos negros durante colisões de suas galáxias.

É bem conhecido que as colisões de galáxias constroem galáxias maiores ao longo do tempo e, portanto, essas mesmas atividades (incluindo colisões de galáxias anãs) são um jogo justo como fatores possíveis.

Também é possível que esse buraco negro tenha seu disco externo rompido em uma colisão, que enviou gás em direções aleatórias durante o evento.

Esses tipos de atividades afetariam a taxa de rotação do buraco negro – diminuindo sua velocidade ou até mesmo torcendo-o em uma direção totalmente nova. Isso significa que esses buracos negros podem mostrar uma variedade de taxas de rotação, dependendo de suas histórias recentes.

“O giro moderado para este objeto ultramassivo pode ser um testemunho da história violenta e caótica dos maiores buracos negros do universo”, disse Matthews. disse.

“Também pode dar informações sobre o que acontecerá com o buraco negro supermassivo da nossa galáxia bilhões de anos no futuro, quando a Via Láctea colidir com Andrômeda e outras galáxias.”

Este artigo foi originalmente publicado por Universo hoje. Leia o artigo original.



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