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Mudanças rápidas apontam para a origem dos ventos ultrarrápidos dos buracos negros


Ilustração que mostra um buraco negro supermassivo com emissão raios-X a emanar da sua região interna (rosa) e ventos ultrarrápidos oriundos do disco em redor (púrpura).
Crédito: ESA

Os telescópios espaciais da ESA e da NASA fizeram a observação mais detalhada de um vento ultrarrápido 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 supermassivos que residem no centro de grandes galáxias. Milhões a mil milhões de vezes mais massivos do que o Sol, esses buracos negros alimentam-se do gás circundante que gira em torno deles. Os telescópios espaciais veem 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 ultrarrápido. 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 ativa identificada como IRAS 13224-3809. Os ventos registados 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.

O XMM-Newton concentrou-se no buraco negro durante 17 dias seguidos, revelando a natureza extremamente variável dos ventos.

"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, observamos, 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 eletrões 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 projeto.

"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 projeto XMM-Newton da ESA.

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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