Astrônomos flagram buraco negro 'devorando' estrela:betano br aviator

"Às vezes, ocorre uma instabilidade, e uma avalanche desse material estelar cai no buraco negro, criando uma enorme energia e radiação, na formabetano br aviatorum jatobetano br aviatoremissãobetano br aviatorraios-x da região muito perto do buraco negro, chamadobetano br aviatorcoroa. Temos agora novos resultados sobre a extensão espacial e a evolução da coroa e do disco durante uma explosão."

Detecção

Essa radiação captada pelos equipamentos da Estação Espacial, rastreada pelos cientistas, comprovou-se como oriunda do buraco negro MAXI J1820+070. Astrônomos passaram a seguir a pista, detectando "ecos" dessa explosão. A junção dessas informações resultoubetano br aviatornovas evidências sobre como os buracos negros evoluem durante uma explosão.

A descoberta foi anunciadabetano br aviatorencontro da Sociedade Americanabetano br aviatorAstronomia realizado nesta quartabetano br aviatorWashington e é a reportagembetano br aviatorcapa da revista científica Nature desta quinta-feira.

Segundo as evidências, o buraco negro consome quantidadesbetano br aviatormaterial estelar e, enquanto isso ocorre,betano br aviatorcoroa - ou seja, o halobetano br aviatorelétrons altamente energizados que o circunda - encolhe significativamente. No caso observado, ele caiubetano br aviatoruma extensãobetano br aviatorcercabetano br aviator100 quilômetros a apenas 10 quilômetrosbetano br aviatorpouco maisbetano br aviatorum mês.

Nunca antes tal fenômeno havia sido identificado pela ciência. As evidências apontam para o fatobetano br aviatorque esse processo seja a chave da evoluçãobetano br aviatorum buraco negro. "É a primeira vez que observamos esse tipobetano br aviatorevidência,betano br aviatorque a coroa está diminuindo durante essa fase da explosão", comenta o astrônomo Jack Steiner, do Instituto Kavlibetano br aviatorAstrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.

"A coroa ainda segue sendo algo bastante misteriosa. Ainda temos uma compreensão pequena do que ela é. Mas agora temos evidênciasbetano br aviatorque a evolução do sistema é baseada na estrutura da própria coroa."

Quando o buraco negro foi detectado pelos astrônomos,betano br aviatormarço do ano passado, logobetano br aviatorseguida eles começaram a observarbetano br aviatorinteração com a estrela próxima. "Ele estava quase completamente desobstruído, então tivemos uma visão muito clara do que estava acontecendo", afirma Steiner.

"Durante nossa observação, o buraco negro passoubetano br aviatortotalmente inobservável para uma das fontes mais brilhantes do céu. Isto apenasbetano br aviatoralguns dias", conta Kara.

O fenômeno

Uma explosão do tipo ocorre quando um buraco negro suga enormes quantidadesbetano br aviatormaterialbetano br aviatoruma estrela próxima. Esse material se acumula ao redor do buraco negro,betano br aviatorum vórtice giratório conhecido como discobetano br aviatoracreção, que pode chegar a milhõesbetano br aviatorquilômetrosbetano br aviatordiâmetro. No caso estudado, tratava-sebetano br aviatorum buraco negro pequeno,betano br aviator"apenas" 10 vezes o tamanho do nosso sol.

O material nesse disco gira mais rapidamente quanto mais perto do centro está. Esta diferençabetano br aviatorvelocidades gera um atrito, que acaba aquecendo o disco. Esse calor enorme,betano br aviatoruma escalabetano br aviatormilhõesbetano br aviatorgraus Celsius, provoca verdadeiras avalanches, fazendo com que o gás da coroa seja "derramado" no buraco negro central.

No caso observado, conforme os cientistas relataram, seria o equivalente a um Monte Everestbetano br aviatorgás por segundo - o que provocou uma explosão que durou o equivalente a um ano.

Os pesquisadores passaram a coletar, então, medições precisas da energia e da frequência das emissõesbetano br aviatorraios-x durante a explosão. Notaram que havia dois tiposbetano br aviatorfótons, osbetano br aviatorbaixa energia - provavelmente emitidos inicialmente pelo disco - e osbetano br aviatoralta energia - aqueles que, ao que parece, interagiram com os elétrons da coroa. A defasagem entre eles provocou "ecos".

"Agimosbetano br aviatormodo semelhante aos morcegos, que usam a ecolocalização para mapear uma caverna escura", compara a astrônoma. "Utilizamos, no caso, os ecosbetano br aviatorluz para medir a região próxima ao buraco negro que não pudemos resolver espacialmente com nossos telescópios."

Ao monitorarem essa radiação, os astrônomos observaram que, ao longobetano br aviatorum mês, a defasagem entre os dois tiposbetano br aviatorfótons caiu muito. O que sugeria que a distância entre a coroa e o discobetano br aviatoracreção também estaria diminuindo. Ou seja: para evoluir, o buraco negro estava "consumindo" o material do seu halo - constituído basicamentebetano br aviatormaterial estelar. Em outras palavras, o buraco negro estava devorando uma estrela.

De acordo com Steiner, este foi o primeiro caso inequívocobetano br aviatorque uma coroa estava encolhendo enquanto o disco permanecia estável.

"Até então, só havíamos observado esse tipobetano br aviator'eco'betano br aviatorluzbetano br aviatorburacos negros supermassivos,betano br aviatormilhões ou bilhõesbetano br aviatormassas solares", completa Kara. "Buracos negros estelares como o J1820 têm massas muito menores e evoluem muito mais rápido. Podemos observar as mudançasbetano br aviatoruma escalabetano br aviatortempo humana."

Ou, dizendobetano br aviatorum modo mais claro: a partirbetano br aviatoranálisesbetano br aviatorfenômenos como este o ser humano consegue,betano br aviatorpontobetano br aviatorvistabetano br aviatorum tempo mais palpável, novas peças para o complexo quebra-cabeças que tenta explicar a formação e o funcionamento do Universo.

"Isso é importante porque há muito tempo existe um debate sobre o quebetano br aviatorfato impulsiona a evoluçãobetano br aviatorum buraco negro: se o disco ou a coroa", comenta Kara. "Com nossa pesquisa, descobrimos que a coroa conduz a evolução."

Este entendimento representa muito mais do que pode parecer. Isto porque, conforme a astrônoma lembra, no centrobetano br aviatortodas as galáxias massivas estão buracos negros supermassivos. E apesarbetano br aviatoreles serem mil vezes menores do que as galáxias onde residem, eles acabam funcionando como os principais condutores da evolução da própria galáxia.

"Esse processo ocorre por meiobetano br aviatorepisódiosbetano br aviatoracreção que duram milhõesbetano br aviatoranos", comenta Kara. "Se quisermos entender como os buracos negros consomem material e afetam seus ambientes, temosbetano br aviatorestudar os buracos negros 'menores', encarando-os como análogos - menores ebetano br aviatorevolução mais rápida."

Procurado pela reportagem, o físico brasileiro Rodrigo Panosso Macedo, que estuda buracos negros e atua como pesquisador da Universidade Queen Marybetano br aviatorLondres, analisou a importância da descoberta.

"Esse sistemabetano br aviatormenor escala tem as mesmas característicasbetano br aviatoroutros sistemas muito maiores formados por buracos negros supermassivos e discosbetano br aviatoracreção. Buracos negros supermassivos são os que estão,betano br aviatorgeral, no centro das galáxias. No caso, o que esses pesquisadores conseguiram foi monitorar mudanças na dinâmicabetano br aviatoracreçãobetano br aviatormaterial e emissãobetano br aviatorenergiabetano br aviatorescalas temporais que nós conseguimos medir", comenta ele.

Assim, o que os astrônomos esperam ter feito foi ter estudado uma miniatura do centrobetano br aviatoruma galáxia, ou seja, compreender um pouco melhor como funciona a evolução da galáxia.

O que é um buraco negro?

A existência dos buracos negros foi idealizada pela primeira vezbetano br aviator1783 pelo geólogo britânico John Michel (1724-1793). A teoria acabou ganhando corpo com um textobetano br aviator1796 do matemático francês Pierre-Simon Laplace (1749-1827).

Mas só no século 20 o conceito foi comprovado. Primeiro com a teoria da relatividadebetano br aviatorAlbert Eintein (1879-1955), depois com uma sucessãobetano br aviatorteorias e, posteriormente, com evidências astronômicas.

O mais massivo buraco negro conhecido hoje é o que está no centro da galáxia NGC 1277. Foi descobertobetano br aviator2012 e é 4 mil vezes maior do que o que existe no centro da Via Láctea, a nossa galáxia. Isso significa que ele teria uma massa 17 bilhõesbetano br aviatorvezes maior do que a do Sol.

Por definição da NASA, a agência espacial americana, "um buraco negro é uma região no espaço onde a forçabetano br aviatoratração da gravidade é tão forte que nem a luz é capazbetano br aviatorescapar". "A forte gravidade ocorre porque a matéria foi comprimidabetano br aviatorum espaço minúsculo. Essa compressão pode ocorrer no final da vidas e uma estrela", diz texto divulgado pela agência.

Como nenhuma luz escapa aos buracos negros, eles são invisíveis. "No entanto, telescópios espaciais com instrumentos especiais podem ajudar aa encontrar buracos negros. Eles podem observar o comportamentobetano br aviatormateriais e estrelas que estão muito próximos dos buracos negros", esclarece a agência.

Existem três tiposbetano br aviatorburacos negros. Os primordiais são tão pequenos quanto um único átomo, mas com a massabetano br aviatoruma gigantesca montanha. O tipo mais comum é obetano br aviatortamanho médio, os chamados estelares - são aqueles cuja massa pode ser até 20 vezes maior do que a do Sol e podem caber dentrobetano br aviatoruma bola com diâmetrobetano br aviatorcercabetano br aviator15 quilômetros.

Os maiores são aqueles chamadosbetano br aviatorsupermassivos - há evidênciasbetano br aviatorque toda grande galáxia tenha um delesbetano br aviatorseu centro. O buraco negro que existe no centro da Via Lácta se chama Sagitário A.

Fenômeno semelhantebetano br aviatorburaco negro gigante

No mesmo evento da Sociedade Americanabetano br aviatorAstronomia, foi apresentado nesta quarta-feira um outro estudo realizado por astrônomos a partirbetano br aviatorraras imagens do céu captadasbetano br aviatornovembrobetano br aviator2014.

As cenas também evidenciam um buraco negro se "alimentando"betano br aviatoruma estrela - mas, no caso, trata-sebetano br aviatorum buraco negro supermassivo, 1 milhãobetano br aviatorvezes maior do que o Sol, no centrobetano br aviatoruma galáxia a 300 milhõesbetano br aviatoranos-luz da Terra.

O astrônomo Dheeraj Pasham, pesquisador Instituto Kavlibetano br aviatorAstrofísica e Pesquisa Espacial do Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos EUA, e principal autor do estudo, explicou à BBC News Brasil um pouco sobre a descoberta, que será detalhada na edição desta semana da revista Science.

Pasham destacou que a equipe identificou um padrão na emissão dos jatosbetano br aviatorraio-X - enquanto o buraco negro se dedica a devorar a estrela, a radiação é emitidabetano br aviatorpulsos a cada 131 segundos, e estes persistem por 450 dias.

"Este método pode ser utilizado para medir a atividadebetano br aviatorburacos negros", resume o cientista.

"Atualmente, acredita-se que quase todas as galáxias contêm um buraco negro supermassivobetano br aviatorseu centro. Mesmo que esses buracos negros tenham menosbetano br aviator0,1% da massabetano br aviatorsuas galáxias hospedeiras, eles parecem,betano br aviatoralguma forma, controlar o crescimentobetano br aviatorseus hospedeiros", explica Pasham. "Portanto, se pudermos entender como os buracos negros supermassivos crescem, podemos usar esse conhecimento para compreender diretamente como as galáxias evoluem."

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