Acontece que a expressão “você não pode ter tudo” também se aplica aos buracos negros. Os astrónomos descobriram que embora a alimentação de buracos negros possa produzir ventos cósmicos poderosos e lançar jactos de alta energia, não conseguem fazer as duas coisas ao mesmo tempo.
Em vez disso, esta nova pesquisa sugere que buracos negros na verdade, agem como “balanços cósmicos”, alternando entre esses dois modos de fluxo distintos. Esta descoberta não só tem implicações na forma como os buracos negros crescem, mas também pode ajudar-nos a compreender melhor como influenciam a formação estelar e, portanto, como moldam toda a sua galáxia natal.
Jiang e colegas fizeram esta descoberta enquanto estudavam o sistema 4U 1630-472, que contém um buraco negro com cerca de 10 vezes a massa do Sol que está ativamente a retirar matéria de uma estrela companheira. Eles estudaram este sistema com o Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) da NASA a bordo do Estação Espacial Internacional (ISS) e o radiotelescópio MeerKAT durante um período de três anos.
A matéria roubada do buraco negro forma uma placa giratória de plasma em torno dele, chamada disco de acreção, que gradualmente a alimenta. Mas nem todo esse material ex-estelar está destinado a cair no buraco negro; alguns são expelidos quase à velocidade da luz, enquanto outros materiais são expelidos pelos ventos do buraco negro.
O que a equipa descobriu foi que este buraco negro nunca produziu ventos fortes e jatos de alta energia ao mesmo tempo, embora o disco de acreção e a matéria retirada da estrela companheira que reabastece este disco tenham permanecido consistentes.
“Nossas observações fornecem evidências claras de que os sistemas binários de buracos negros alternam entre jatos poderosos e ventos energéticos – nunca produzindo ambos simultaneamente – destacando a complexa interação e competição entre diferentes formas de fluxos de buracos negros”, disse Zuobin Zhang, membro da equipe, da Universidade de Oxford, no comunicado.
A forma como os mecanismos de saída deste buraco negro oscilam sugere um mecanismo natural de autorregulação e que os jatos e os ventos competem pela mesma matéria. Os pesquisadores também descobriram que, embora o tipo de fluxo fosse diferente, a quantidade de energia e massa transportada permaneceu consistente. Isso também implica uma taxa total de saída aproximadamente constante.
A equipe por trás desta pesquisa teoriza que o método switch-in-outflow não depende da quantidade de matéria que cai em direção ao buraco negro, mas da configuração dos campos magnéticos dentro do disco de acreção.
Isso significa que os buracos negros não apenas engolem gás e poeira nas suas galáxias hospedeiras, mas também podem gerir a forma como esta matéria é cuspida de volta para o seu ambiente cósmico. Como este gás e poeira são os blocos de construção de novas estrelas, isto significa que estas gangorras cósmicas desempenham um papel crucial na regulação da formação de estrelas e, portanto, no crescimento das galáxias.
A pesquisa da equipe foi publicada em 5 de janeiro na revista Astronomia da Natureza.
