Verificar a taxa de rotação em um buraco negro supermassivo é uma ótima maneira de os astrônomos testarem a teoria de Einstein sob condições extremas - e examinar de perto como a gravidade intensa distorce o tecido do espaço-tempo. Agora, imagine um monstro ... um que tem uma massa de cerca de 2 milhões de vezes a do nosso Sol, mede 2 milhões de quilômetros de diâmetro e gira tão rápido que quase quebra a velocidade da luz.
Uma fantasia? Dificilmente. É um buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia espiral NGC 1365 - e está prestes a nos ensinar muito mais sobre como os buracos negros e galáxias amadurecem.
O que torna os pesquisadores tão confiantes de que finalmente fizeram cálculos definitivos de uma taxa de rotação tão incrível em uma galáxia distante? Graças aos dados obtidos pelo Nuclear Spectroscopic Telescope Array, ou NuSTAR, e pelos satélites de raios-X da Agência Espacial Europeia, a equipe de cientistas espiou o coração do NGC 1365 com olhos de raios-x - tomando nota da localização do horizonte de eventos - a borda do buraco giratório, onde o espaço circundante começa a ser arrastado para a boca da besta.
"Podemos rastrear a matéria quando ela gira em um buraco negro usando raios-X emitidos em regiões muito próximas ao buraco negro", disse o co-autor de um novo estudo, a principal pesquisadora do NuSTAR, Fiona Harrison, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. "A radiação que vemos é distorcida pelos movimentos das partículas e pela gravidade incrivelmente forte do buraco negro".
No entanto, os estudos não pararam por aí, eles avançaram para a borda interna para abranger a localização do disco de acúmulo. Aqui está a "Órbita Circular Estável Interna" - o ponto proverbial de não retorno. Essa região está diretamente relacionada à taxa de rotação de um buraco negro. Como o espaço-tempo é distorcido nessa área, alguns deles podem se aproximar ainda mais da ISCO antes de serem puxados. O que torna os dados atuais tão atraentes é ver mais fundo no buraco negro através de uma ampla gama de raios-x, permitindo os astrônomos enxergam além das nuvens de poeira que apenas confundiam as leituras passadas. Essas novas descobertas nos mostram que não é a poeira que distorce os raios-x - mas a gravidade esmagadora.
"É a primeira vez que alguém mede com precisão o giro de um buraco negro supermassivo", disse o principal autor Guido Risaliti, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) e INAF - Arcetri Observatory.
"Se eu pudesse adicionar um instrumento ao XMM-Newton, teria sido um telescópio como o NuSTAR", disse Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton no Centro Europeu de Astronomia Espacial de Madri. "Os raios X de alta energia forneceram uma peça essencial do quebra-cabeça para resolver esse problema."
Mesmo que o buraco negro central na NGC 1365 seja um monstro agora, ele não começou como um. Como todas as coisas, incluindo a própria galáxia, evoluiu com o tempo. Ao longo de milhões de anos, ganhou força ao consumir estrelas e gás - possivelmente até se fundindo com outros buracos negros ao longo do caminho.
"A rotação do buraco negro é uma memória, um registro da história passada da galáxia como um todo", explicou Risaliti.
“Esses monstros, com massas de milhões a bilhões de vezes a do sol, são formados como pequenas sementes no universo inicial e crescem engolindo estrelas e gás nas galáxias hospedeiras, fundindo-se com outros buracos negros gigantes quando as galáxias colidem, ou ambas. , ”Disse o principal autor do estudo, Guido Risaliti, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, em Cambridge, Massachusetts, e do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.
Esse novo giro nos buracos negros nos mostrou que um monstro pode emergir da "acumulação ordenada" - e não simplesmente múltiplos eventos aleatórios. A equipe continuará seus estudos para ver como outros fatores além da rotação do buraco negro mudam ao longo do tempo e continuará a observar vários outros buracos negros supermassivos com o NuSTAR e o XMM-Newton.
"Isso é extremamente importante para o campo da ciência dos buracos negros", disse Lou Kaluzienski, cientista do programa NuSTAR na sede da NASA em Washington, DC. "Os telescópios da NASA e da ESA resolveram esse problema juntos. Em conjunto com as observações de raios-X de menor energia realizadas com o XMM-Newton, os recursos sem precedentes do NuSTAR para medir os raios-X de maior energia forneceram uma peça essencial e ausente do quebra-cabeça para desvendar esse problema. ”
Fonte da história original: JPL / NASA News Release.
