Astrnomos captam anis ao redor de buraco negro

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 06/08/2021

Anis em torno de buraco negro

Astrnomos divulgaram imagens com um conjunto espetacular de anis gerados por um buraco negro, capturadas usando os telescpios espaciais Chandra e Swift.

O buraco negro parte de um sistema binrio chamado V404 Cisne, localizado a cerca de 7.800 anos-luz de distncia da Terra. O buraco negro est ativamente puxando material de uma estrela companheira – com cerca de metade da massa do Sol – para um disco ao redor do objeto invisvel.

Este material brilha em raios X, ento os astrnomos se referem a esses sistemas como “binrios de raios X”.

Esses raios X, por sua vez, foram utilizados para estudar a poeira interestelar existente entre o sistema e a Terra, usando um princpio semelhante aos raios X realizados em consultrios mdicos e aeroportos.

A poeira csmica no como a poeira domstica, lembrando mais uma fumaa, e consiste em minsculas partculas slidas, mas ainda temos poucas informaes sobre sua composio e distribuio.

Esta ilustrao mostra como a estrutura em anel produzida. Cada anel produzido por raios X refletidos em diferentes nuvens de poeira. Se a nuvem estiver mais perto de ns, o anel parece ser maior. O resultado um conjunto de anis concntricos com diferentes tamanhos aparentes, dependendo da distncia da nuvem intermediria.
[Imagem: Univ. of Wisconsin-Madison/S.Heinz]

Ecos de luz

Os anis de alta energia foram criados por um fenmeno conhecido como ecos de luz, que se originou de uma exploso de raios X do V404 Cisne no dia 5 de junho de 2015. Esta exploso foi captada pelo telescpio Swift, e deve ter sido gerada quando o buraco negro engoliu algum bocado maior de matria.

Assim como ondas sonoras ricocheteando nas paredes de um cnion produzem os tradicionais ecos de som, os ecos de luz que parecem circundar o V404 Cisne foram produzidos quando a exploso de raios X ricocheteou nas nuvens de poeira entre o buraco negro e a Terra – ou seja, os anis no esto em volta do buraco negro, como os anis de Saturno esto em volta do planeta.

Para compor a imagem, os astrnomos combinaram os raios X detectados pelo telescpio Chandra (azul claro) com as imagens em luz visvel do telescpio Pan-STARRS, no Hava, que mostram as estrelas no mesmo campo de viso.

Isto revelou oito anis concntricos bem distintos. Cada anel criado por raios X emitidos pela exploso de 2015 que foram refletidos em diferentes nuvens de poeira no caminho at ns.

Esta a imagem cientfica composta pelos astrnomos, mostrando as sees para as quais no h informaes.
[Imagem: S. Heinz et al. – 10.3847/0004-637X/825/1/15]

Nuvens de diferentes densidades

Os anis trazem informaes no apenas sobre o comportamento do buraco negro, mas tambm sobre a paisagem entre o V404 Cisne e a Terra.

Por exemplo, o dimetro dos anis em raios X revela as distncias at as nuvens de poeira intermedirias nas quais a luz ricocheteou. Se a nuvem estiver mais prxima da Terra, o anel parecer maior e vice-versa. Os ecos de luz aparecem como anis estreitos em vez de anis largos ou halos porque a exploso de raios X foi de curta durao.

Os astrnomos concluram que a poeira provavelmente contm misturas de gros de grafite e silicato. Alm disso, analisando os anis internos com o Chandra, eles descobriram que as densidades das nuvens de poeira no so uniformes em todas as direes, algo que j era teorizado, mas nunca havia sido demonstrado por observaes.

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