EspaçoDescoberto o que pode estar por trás do silêncio do buraco negro da Via Láctea

Élisson Amboni5 meses atrásImagem: NASA/SOFIA/Hubble Space Telescope
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Os buracos negros supermassivos existem no centro da maioria das galáxias, e a nossa Via Láctea não é exceção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente ativos, o que significa que muito material está caindo neles, emitindo radiação de alta energia neste processo de “alimentação”. O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, é relativamente silencioso. Novas observações do Observatório Estratosférico da NASA para Astronomia Infravermelha, SOFIA, estão ajudando os cientistas a entender as diferenças entre buracos negros ativos e silenciosos.

Estes resultados dão informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da galáxia Via Láctea. Cientistas usaram o mais novo instrumento do SOFIA, a Camera-Plus de Banda Larga Aérea de Alta Resolução, HAWC+, para fazer essas medições.

Campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os caminhos das partículas carregadas, e têm efeitos significativos nos movimentos e evolução da matéria através do Universo. Mas os campos magnéticos não podem ser imaginados de forma direta, de modo que seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC+ detecta a luz polarizada infravermelha distante, que é invisível aos olhos humanos, emitida por grãos de poeira celestial. Esses grãos se alinham perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados da SOFIA, os astrônomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético, que de outra forma seria invisível, ajudando a visualizar essa força fundamental da natureza.

“Este é um dos primeiros casos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem entre si”, observou Joan Schmelz, astrofísico do Universities Space Research Center, no Ames Research Center, da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, e co-autor de um artigo descrevendo as observações. “O HAWC+ é uma mudança de jogo.”

Observações anteriores do SOFIA mostram o anel inclinado de gás e poeira orbitando o buraco negro da Via Láctea, que é chamado de Sagitário A*. Mas os novos dados do HAWC+ fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região nos últimos 100.000 anos.

Detalhes dessas observações do campo magnético SOFIA foram apresentados na reunião de junho de 2019 da American Astronomical Society e serão submetidos ao Astrophysical Journal.

A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético tem sido um mistério. As novas observações com o HAWC+ revelam que o campo magnético é suficientemente forte para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canaliza o gás de modo a que flua para o próprio buraco negro, o buraco negro está ativo, porque está a consumir muito gás. No entanto, se o campo magnético canaliza o gás de modo que ele flui para uma órbita em torno do buraco negro, então o buraco negro está quieto porque ele não está ingerindo qualquer gás que de outra forma acabaria por formar novas estrelas.

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Os pesquisadores combinaram imagens de infravermelho médias e longas das câmeras do SOFIA com novas linhas aerodinâmicas que visualizam a direção do campo magnético. A estrutura em forma de Y azul é um material quente caindo em direção ao buraco negro, que está localizado perto de onde os dois braços em forma de Y se cruzam. Estratificar a estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada um dos braços azuis tem o seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, mostrado em rosa. Mas também há lugares onde o campo se afasta das estruturas de poeira principais, como as extremidades superior e inferior do anel.

“A forma espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita em torno do buraco negro”, disse Darren Dowell, cientista do Jet Propulsion Laboratory da NASA, investigador principal do instrumento HAWC+ e autor principal do estudo. “Isto poderia explicar porque é que o nosso buraco negro está quieto enquanto outros estão ativos.”

As novas observações do SOFIA e do HAWC+ ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro supermassivo interage com ele, incluindo uma pergunta de longa data sobre por que o buraco negro central da Via Láctea é relativamente fraco enquanto os de outras galáxias são tão cintilantes.

IMAGEM EM DESTAQUE: Streamlines mostrando campos magnéticos em camadas sobre uma imagem colorida do anel empoeirado ao redor do enorme buraco negro da Via Láctea. A estrutura em forma de Y é um material quente caindo em direção ao buraco negro, que está localizado perto de onde os dois braços da forma de Y se cruzam. As linhas aerodinâmicas revelam que o campo magnético segue de perto a forma da estrutura empoeirada. Cada um dos braços azuis tem seu próprio campo que é totalmente distinto do resto do anel, mostrado em rosa.

FONTE/TRADUÇÃO: NASA / AMES RESEARCH CENTER