Descobertas em Buracos Negros

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Astrônomos revelam novas características dos buracos
negros galácticos
Representação artística do evento de microquassar capturado pelo Telescópio FAST.
Os buracos negros são os objetos mais misteriosos do universo, com características que soam como se
saíssem diretamente de um filme de ficção científica.
Buracos negros de massa estelar com massas de cerca de 10 sóis, por exemplo, revelam sua existência
comendo materiais de suas estrelas companheiras. E em alguns casos, buracos negros supermassivos
se acumulam no centro de algumas galáxias para formar regiões compactas brilhantes conhecidas como
quasares com massas iguais a milhões a bilhões de nosso sol. Um subconjunto de buracos negros de
massa estelar que podem lançar jatos de plasma altamente magnetizado são chamados de
microquasares.
Uma equipe internacional de cientistas, incluindo Natureo astrofísico Bing Zhang, relata na edição de 26
de julho da Nature uma campanha observacional dedicada ao microquasar galáctico apelidada de GRS
1915 + 105. A equipe revelou características de um sistema de microquassar que nunca foram vistas
antes.
Usando o massivo Telescópio de Rádio Esférica de Abertura de Ceiquímetro (FAST) na China, os
astrônomos descobriram um sinal de oscilação quase periódica (QPO) na banda de rádio pela primeira
vez de qualquer sistema de microquasar. QPOs são um fenômeno que os astrônomos usam para
entender como sistemas estelares como buracos negros funcionam. E enquanto eles foram observados
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06336-6
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em raios-X de microquasares, sua presença fora dessa maneira - como parte da emissão de rádio do
sistema - é única.
“O sinal peculiar do QPO tem um período difícil de 0,2 segundos, ou uma frequência de cerca de 5
Hertz”, disse Wei Wang, professor da Universidade de Wuhan, na China, que liderou a equipe que fez a
descoberta. “Tal sinal nem sempre existe e só aparece em condições físicas especiais. Nossa equipe
teve a sorte de pegar o sinal duas vezes – em janeiro de 2021 e junho de 2022, respectivamente.
De acordo com Zhang, diretor do Centro de Astrofísica de Nevada e um dos autores correspondentes do
estudo, essa característica única pode fornecer a primeira evidência de atividade de um “jato” lançado
por um buraco negro de massa estelar galáctica. Sob certas condições, alguns sistemas binários de
buracos negros lançam um jato – uma mistura de feixes paralelos de matéria carregada e um campo
magnético que se move com uma rapidez que se aproxima da velocidade da luz.
“Ao acretar os sistemas de buracos negros, os raios-X geralmente sondam o disco de acreção ao redor
do buraco negro, enquanto a emissão de rádio geralmente sonda o jato lançado do disco e do buraco
negro”, disse Zhang. “O mecanismo detalhado para induzir a modulação temporal em um jato
relativístico não é identificado, mas um mecanismo plausível seria que o jato é precessão subjacente, o
que significa que a direção do jato está apontando regularmente para diferentes direções e retorna à
direção original uma vez a cada cerca de 0,2 segundos.”
Zhang disse que um desalinhamento entre o eixo de rotação do buraco negro e seu disco de acreção
(reméssias giratórias extremamente quentes e brilhantes que cercam o buraco negro) poderia causar
esse efeito, que é uma consequência natural de um arrasto do espaço-tempo perto de um buraco negro
girando rapidamente.
“Outras possibilidades existem, no entanto, e observações contínuas desta e de outras fontes de
microquassar galácticas trarão mais pistas para entender esses sinais misteriosos de QPO”, disse
Zhang.
Detalhes da publicação
O estudo, “Oscilação periódica de rádio sub-segundo em um microquasar”, apareceu em 26 de julho na
revista Nature. A publicação inclui 21 coautores de 13 instituições. Além da UNLV e da Universidade de
Wuhan, outras instituições incluem Observatórios Astronômicos Nacionais da China (NAOC) e vários
outros observatórios e universidades da China.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06336-6