Os astrônomos observaram jatos saindo de um buraco negro canibalizando uma estrela companheira supergigante azul. Dados do radiotelescópio Square Kilometer Array Observatory (SKA) permitiram à equipe medir a potência dessas explosões, descobrindo-as tão poderosas quanto a produção de 10.000 sóis, o que poderia ajudar a revelar como elas moldam galáxias inteiras ao seu redor.
O sistema estudado pela equipe é conhecido como Cisne X-1 (Cyg X-1), localizado a 7.000 anos-luz de distância e uma das fontes mais brilhantes de raios X no céu. Acredita-se que Cyg X-1 consista em uma massa estelar buraco negro estima-se que tenha cerca de 21 vezes a massa do Sol, que se alimenta de uma estrela supergigante azul.
A estrela supergigante azul está fornecendo material ao buraco negro Cyg X-1 por meio de poderosas ventos estelares soprando dele. Esta matéria não pode cair diretamente no buraco negro, pois tem momento angular, ou rotação. Em vez disso, forma uma nuvem achatada e rodopiante chamada disco de acreção que alimenta gradualmente o buraco negro.
A imensa gravidade do buraco negro aquece o disco de acreção, causando as poderosas emissões de raios X associadas ao Cyg X-1.
Porém, nem toda essa matéria chega ao buraco negro. Parte é canalizada para os pólos do buraco negro, de onde é expelida como jatos poderosos. Os astrônomos não só foram capazes de determinar a potência desses jatos, mas também determinaram que eles viajam a cerca de 336 milhões de milhas por hora (150.000 km/s), cerca de metade da velocidade velocidade da luz.
O líder da equipe, Steve Prabu, da Universidade de Oxford, descreveu o movimento dos jatos em uma série de imagens do SKA como se eles estivessem “dançando”. Isto se referia ao fato de que os jatos Cyg X-1 pareciam estar sendo desviados em direções diferentes à medida que a estrela e o buraco negro orbitavam um ao outro. Prabu e colegas determinaram que eram os ventos estelares que sopram da estrela, empurrando os jatos do buraco negro, que impulsionam a sua “dança”.
As descobertas dão aos cientistas uma ideia melhor da quantidade de energia que os jatos dos buracos negros liberam em seus ambientes.
“A chave desta pesquisa é que cerca de 10% da energia liberada quando a matéria cai em direção ao buraco negro é levada pelos jatos”, disse Prabu. “Isso é o que os cientistas geralmente assumem em modelos simulados do universo em grande escala, mas tem sido difícil confirmar por observação até agora.”
O que é ainda mais entusiasmante nesta investigação é que ela dá aos cientistas uma forma de medir a energia dos jactos emitidos por outros buracos negros, incluindo buracos negros muito maiores. buracos negros supermassivos que ficam no coração de todas as grandes galáxias e possuem massas milhões ou bilhões de vezes maiores que a do Sol.
“Como as nossas teorias sugerem que a física em torno dos buracos negros é muito semelhante, podemos agora usar esta medição para ancorar a nossa compreensão dos jatos, sejam eles provenientes de buracos negros com 10 ou 10 milhões de vezes a massa do Sol”, disse James Miller Jones, membro da equipa, do Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA).
“Com projetos de radiotelescópios como o Observatório Square Kilometer Array atualmente em construção na Austrália Ocidental e na África do Sul, esperamos detectar jatos de buracos negros em milhões de galáxias distantes, e o ponto de ancoragem fornecido por esta nova medição ajudará a calibrar a sua produção global de energia.
“Os jatos de buracos negros fornecem uma importante fonte de feedback para o ambiente circundante e são essenciais para a compreensão da evolução das galáxias.”
A pesquisa da equipe foi publicada nesta quinta-feira (16 de abril) na revista Astronomia da Natureza.
