Buraco negro soluçando é descoberto por cientistas

Um grupo de pesquisadores encontrou um buraco negro, anteriormente silencioso, soluçando em uma galáxia distante. As observações acabaram revelando um novo tipo de sistema binário desses objetos supermassivos.

Para quem tem pressa:

  • Um buraco negro foi descoberto se comportando de maneira diferente do esperado, apresentando oscilações periódicas;
  • Físicos teóricos da República Tcheca havia desenvolvido recentemente uma teoria apontando que buracos negros menores poderiam orbitar buracos negros maiores e causar oscilações nas observações
  • Em conjunto, a equipe que descobriu o buraco negro junto dos físicos teóricos apontou, que o que estava sendo visto, era o que havia sido teorizado anteriormente.

Era dezembro de 2020, quando um buraco negro supermassivo foi descoberto a cerca de 800 milhões de anos-luz de distância da Terra a partir de dados coletados pelo ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), uma rede de 20 telescópios robóticos que vasculham o céu diariamente em busca de sinais de supernovas e outros fenômenos transitórios.

Até que a descoberta fosse realizada por uma equipe liderada por Dheeraj “DJ” Pasham, essa parte do céu era calma e silenciosa, então quando o buraco negro apareceu, os pesquisadores resolveram então usar o NICER (the Neutron star Interior Composition Explorer) da NASA para investigar a explosão. Instalado na Estação Espacial Internacional, o telescópio de raios-x detectou um surto de radiação que durou cerca de 4 meses e que apresentava quedas periódicas a cada 8,5 dias.

Buraco negr (Crédito: EHT Collaboration)
Buraco negro (Crédito: EHT Collaboration)

Os astrônomos perceberam que esse sinal era semelhante a quando um exoplaneta passava em frente a uma estrela, causando uma queda de luminosidade. No entanto, nenhuma estrela conseguiria causar o mesmo efeito em um buraco negro supermassivo. Essa revelação deixou tudo muito estranho.

Enquanto buscava uma solução, Pasham e sua equipe encontraram um estudo de físicos teóricos da República Tcheca que apontava que um buraco negro supermassivo poderia abriga um segundo buraco negro muito menor em seu disco de acreção.

Leia mais:

Um novo tipo de sistema binário de buracos negros

Na teoria, foi apontado, que esse segundo objeto perfuraria periodicamente o disco de acreção do primeiro enquanto ele o orbita. Assim, dependo do ângulo que esse buraco negro menor orbitasse o outro, o que os observatórios da Terra veriam seria semelhante a um planeta passando em frente de uma estrela.

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A partir disso, a equipe liderada por Pasham descobriu que o que eles estavam vendo, na realidade, era o que a equipe de tchecos havia teorizado. Juntos, em um estudo publicado recentemente na revista ScienceAdvances, os pesquisadores desenvolveram simulações baseadas no NICER do buraco negro e das oscilações de 8,5 dias que endossaram essa ideia.

Representação artística do disco de acreção em torno de um buraco negro supermassivo, que suga matéria para seu interior. (Crédito: DESY Science Communication Lab)
Representação artística do disco de acreção em torno de um buraco negro supermassivo, que suga matéria para seu interior. (Crédito: DESY Science Communication Lab)

O buraco negro menor, com cerca de 10 a 100 mil massas solares, estaria perfurando periodicamente o disco de acreção do primeiro, que possui cerca 50 milhões de vez a massa do Sol, e liberando uma nuvem de gás quando faz isso. 

Esses processos se deram quanto um terceiro objeto, provavelmente uma estrela, adentrou esse sistema binário e acabou sendo dilacerada pela gravidade do buraco negro maior. Durante quatro meses, o primeiro objeto se alimentou do material estelar enquanto o segundo buraco negro continuava a o orbitar. Quando adentrava o disco de acreção do seu companheiro, ele acabava liberando uma quantidade de gás muito maior que o habitual.

Diversas das simulações sugeriram que esse é um novo tipo de sistema binário de buracos negros que os pesquisadores chamaram de Davi-Golias. Além disso, eles também apontam que esse fenômeno nunca observado deve acontecer aos montes pelo Universo, com muitas dessas duplas espalhadas por aí.

Assim, os discos de acreção dos buracos negros podem ser compostos por muito mais coisa do que plasma em alta velocidade, contendo outros objetos como estrelas e até mesmo outros buracos negros.

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https://olhardigital.com.br/2024/04/03/ciencia-e-espaco/buraco-negro-solucando-e-descoberto-por-cientistas/
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Um grupo de pesquisadores encontrou um buraco negro, anteriormente silencioso, soluçando em uma galáxia distante. As observações acabaram revelando um novo tipo de sistema binário desses objetos supermassivos.

Para quem tem pressa:

  • Um buraco negro foi descoberto se comportando de maneira diferente do esperado, apresentando oscilações periódicas;
  • Físicos teóricos da República Tcheca havia desenvolvido recentemente uma teoria apontando que buracos negros menores poderiam orbitar buracos negros maiores e causar oscilações nas observações
  • Em conjunto, a equipe que descobriu o buraco negro junto dos físicos teóricos apontou, que o que estava sendo visto, era o que havia sido teorizado anteriormente.
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Era dezembro de 2020, quando um buraco negro supermassivo foi descoberto a cerca de 800 milhões de anos-luz de distância da Terra a partir de dados coletados pelo ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), uma rede de 20 telescópios robóticos que vasculham o céu diariamente em busca de sinais de supernovas e outros fenômenos transitórios.

Até que a descoberta fosse realizada por uma equipe liderada por Dheeraj “DJ” Pasham, essa parte do céu era calma e silenciosa, então quando o buraco negro apareceu, os pesquisadores resolveram então usar o NICER (the Neutron star Interior Composition Explorer) da NASA para investigar a explosão. Instalado na Estação Espacial Internacional, o telescópio de raios-x detectou um surto de radiação que durou cerca de 4 meses e que apresentava quedas periódicas a cada 8,5 dias.

Buraco negr (Crédito: EHT Collaboration)
Buraco negro (Crédito: EHT Collaboration)

Os astrônomos perceberam que esse sinal era semelhante a quando um exoplaneta passava em frente a uma estrela, causando uma queda de luminosidade. No entanto, nenhuma estrela conseguiria causar o mesmo efeito em um buraco negro supermassivo. Essa revelação deixou tudo muito estranho.

Enquanto buscava uma solução, Pasham e sua equipe encontraram um estudo de físicos teóricos da República Tcheca que apontava que um buraco negro supermassivo poderia abriga um segundo buraco negro muito menor em seu disco de acreção.

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Um novo tipo de sistema binário de buracos negros

Na teoria, foi apontado, que esse segundo objeto perfuraria periodicamente o disco de acreção do primeiro enquanto ele o orbita. Assim, dependo do ângulo que esse buraco negro menor orbitasse o outro, o que os observatórios da Terra veriam seria semelhante a um planeta passando em frente de uma estrela.

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A partir disso, a equipe liderada por Pasham descobriu que o que eles estavam vendo, na realidade, era o que a equipe de tchecos havia teorizado. Juntos, em um estudo publicado recentemente na revista ScienceAdvances, os pesquisadores desenvolveram simulações baseadas no NICER do buraco negro e das oscilações de 8,5 dias que endossaram essa ideia.

Representação artística do disco de acreção em torno de um buraco negro supermassivo, que suga matéria para seu interior. (Crédito: DESY Science Communication Lab)
Representação artística do disco de acreção em torno de um buraco negro supermassivo, que suga matéria para seu interior. (Crédito: DESY Science Communication Lab)

O buraco negro menor, com cerca de 10 a 100 mil massas solares, estaria perfurando periodicamente o disco de acreção do primeiro, que possui cerca 50 milhões de vez a massa do Sol, e liberando uma nuvem de gás quando faz isso. 

Esses processos se deram quanto um terceiro objeto, provavelmente uma estrela, adentrou esse sistema binário e acabou sendo dilacerada pela gravidade do buraco negro maior. Durante quatro meses, o primeiro objeto se alimentou do material estelar enquanto o segundo buraco negro continuava a o orbitar. Quando adentrava o disco de acreção do seu companheiro, ele acabava liberando uma quantidade de gás muito maior que o habitual.

Diversas das simulações sugeriram que esse é um novo tipo de sistema binário de buracos negros que os pesquisadores chamaram de Davi-Golias. Além disso, eles também apontam que esse fenômeno nunca observado deve acontecer aos montes pelo Universo, com muitas dessas duplas espalhadas por aí.

Assim, os discos de acreção dos buracos negros podem ser compostos por muito mais coisa do que plasma em alta velocidade, contendo outros objetos como estrelas e até mesmo outros buracos negros.

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