Pela primeira vez, astrônomos observaram um buraco negro usando um campo magnético para se alimentar

Buracos negros são um mistério - densas regiões do espaço onde há tanta gravidade que nem a luz consegue escapar.

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Eles também têm uma estranha relação com campos magnéticos que talvez sejam ainda mais misteriosos. Sabemos que campos magnéticos cercam muitos buracos negros, mas eles variam muito em força, e não temos certeza de como ou por que eles se formam.

Agora graças a um novo estudo, outra peça deste estranho quebra-cabeça se encaixou. Pela primeira vez, os astrônomos observaram um campo magnético em torno de um buraco negro supermassivo desempenhando um papel na alimentação ativa.

No coração de Cygnus A  – uma galáxia ativa a 600 milhões de anos-luz de distância e uma das fontes de rádio mais brilhantes do céu – os astrônomos viram evidências de que os campos magnéticos estão aprisionando o material que alimenta o buraco negro supermassivo. Mais ou menos como uma rede cósmica.

Isso pode ajudar os cientistas a descobrir por que alguns núcleos galácticos são extremamente ativos, expelindo enormes jatos colimados de suas regiões polares, enquanto outros – como o próprio Sagitário A * da Via Láctea – são apenas intermitentemente ativos, e outros parecem completamente adormecidos.

De acordo com o modelo unificado, núcleos galácticos ativos – isto é, um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia que está se alimentando ativamente – serão circundados por um disco de acreção de material que está caindo no buraco negro.

Do lado de fora, esse disco de acreção é um toro, ou estrutura em forma de rosquinha, de poeira e gás que alimenta o disco de acreção.

Como essa estrutura é criada, e por que ela permanece lá, não está claro – mas observações de Cygnus A sugerem que campos magnéticos estão trabalhando para moldar o toro e mantê-lo no lugar.

Ilustração mostrando como os campos magnéticos o encurralariam. (NASA / SOFIA / Lynette Cook)

Tradicionalmente, essas estruturas têm sido difíceis de observar em comprimentos de onda ópticos e de rádio, mas um novo instrumento é especialmente sensível às emissões de infravermelho de grãos de poeira alinhados.

Usando a Câmera de Banda Larga Aérea de Alta Resolução (HAWC +) a bordo do Observatório Estratosférico da NASA para Astronomia Infravermelha (SOFIA), os astrônomos foram capazes de isolar e observar o túmulo empoeirado no coração de Cygnus A.

“É sempre emocionante descobrir algo completamente novo”, disse o astrônomo Enrique Lopez-Rodriguez, do Centro de Ciências SOFIA e da Associação de Pesquisa Espacial Universitária.

“Essas observações do HAWC + são únicas. Elas nos mostram como a polarização infravermelha pode contribuir para o estudo de galáxias.”

Também não está totalmente claro como os buracos negros se formam.

Sabemos de uma coisa, eles não se originam além do horizonte de eventos, do qual nenhuma radiação eletromagnética pode escapar.

Acredita-se que o material da borda interna do disco de acreção viaja, novamente, ao longo das linhas do campo magnético ao redor do lado de fora do buraco negro a ser expelido dos pólos a velocidades que se aproximam da luz.

Um estudo recente, no entanto, descobriu que o buraco negro chamado V404 Cygni tem um campo magnético muito mais fraco do que o esperado, apesar de seus fortes jatos – o que significa que os campos magnéticos interagindo com buracos negros podem não precisar ser tão fortes quanto o pensamento. ou algum outro mecanismo está em jogo.

De qualquer maneira, as observações futuras poderão ajudar a esclarecer essas dinâmicas complexas e como os campos magnéticos moldam os ambientes extremos em torno dos buracos negros supermassivos.

“Se, por exemplo, o HAWC + revelar uma emissão infravermelha altamente polarizada dos centros de galáxias ativas, mas não de galáxias quiescentes” , observou a Nasa , “apoiará a idéia de que campos magnéticos regulam a alimentação de buracos negros e reforçam a confiança dos astrônomos no modelo unificado”. de galáxias ativas “.

A pesquisa da equipe foi publicada no The Astrophysical Journal Letters. [ScienceAlert]

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