Físicos detectaram luz vinda de um buraco negro pela primeira vez

As reverberações de raios-X foram previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein.

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Físicos detectaram luz vinda de um buraco negro pela primeira vez
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Astrofísicos detectaram luz vinda do outro lado de um buraco negro, usando telescópios para ver a física prevista pela teoria da relatividade geral de Einstein, mas ainda não observada diretamente. As novas descobertas confirmaram as idéias sobre como os buracos negros distorcem a luz.

Uma equipe de pesquisadores inspecionou recentemente as erupções coronais produzidas pelo buraco negro supermassivo I Zwicky 1. Eles descobriram que alguns dos raios-X produzidos pelas chamas foram refletidos do lado oposto do disco do buraco negro, dobrado em torno do objeto por seu campo gravitacional. Isso é diferente das lentes gravitacionais, nas quais nossa visão de um objeto distante é distorcida quando sua luz se curva em torno de um objeto massivo. Neste caso, a luz de raios-X do flare coronal reverberou no disco de acreção do buraco negro, curvando-se ao redor do buraco negro e voltando em direção aos telescópios dos pesquisadores. A análise da equipe foi publicada hoje na Nature.

“Qualquer luz que entra naquele buraco negro não sai, então não devemos ser capazes de ver nada que esteja por trás do buraco negro. A razão pela qual podemos ver isso é porque esse buraco negro está deformando o espaço, curvando a luz e torcendo os campos magnéticos em torno de si ”, disse Dan Wilkins, astrofísico do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e co-autor do nova pesquisa, em um comunicado de imprensa da Universidade de Stanford.

Físicos detectaram luz vinda de um buraco negro pela primeira vez
Físicos detectaram luz vinda de um buraco negro pela primeira vez

Os buracos negros são tão gravitacionalmente intensos que nem mesmo a luz consegue escapar deles uma vez que é sugada. A matéria que cai nos buracos negros é separada por forças intensas – rasgada até mesmo em escala atômica – fazendo uma sopa de plasma superaquecido magnetizado ao redor do cósmico estruturas. Esse plasma carregado forma grande parte do disco de acreção do buraco negro (uma grande agregação de material em forma de DVD em torno da maioria dos buracos negros supermassivos) e resulta nos campos magnéticos dos buracos negros. Quando esses campos magnéticos formam um arco e convergem, eles causam explosões brilhantes na periferia muito quente do buraco negro, semelhantes às que ocorrem na coroa solar.

A ideia de que a intensa gravidade dos buracos negros poderia dobrar a luz em torno de si mesma foi proposta por Einstein, mas a tecnologia demorou um pouco para ser alcançada (e ainda não completamente). “Cinquenta anos atrás, quando os astrofísicos [começaram] a especular sobre como o campo magnético poderia se comportar perto de um buraco negro, eles não tinham ideia de que um dia poderíamos ter as técnicas para observar isso diretamente e ver a teoria geral da relatividade de Einstein em ação, ”Disse o co-autor do artigo Roger Blandford, físico de partículas de Stanford, no comunicado da universidade.

As observações recentes da luz do outro lado do buraco negro foram feitas usando o telescópio Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) da Agência Espacial Européia e o telescópio NuSTAR da NASA. A equipe usou os telescópios para perscrutar chamas de raios-X brilhantes que emanam do buraco negro de 18,6 milhões de milhas de largura, que gira a cerca de 800 milhões de anos-luz da Terra. Mas eles descobriram que essas explosões brilhantes foram seguidas por um surpreendente punhado de explosões menores de raios-X. Isso indicava que a segunda rodada de raios-X era um eco das explosões anteriores, refletindo na parte de trás do buraco negro.

Erin Kara, uma astrofísica observacional do MIT que não era afiliada ao jornal recente, escreveu em um e-mail para o Gizmodo que o trabalho é “uma demonstração muito boa de ecos de luz de reverberação em ação”. Kara acrescentou que era importante que a equipe de Wilkins mostrasse a quantidade de energia necessária para cada flare ocorrer, o que ajudou a indicar os flares ecoados como apenas isso – reflexos de flares distorcidos pela física do buraco negro – e não apenas flares menores em outras partes do coroa do buraco.

“A reverberação foi vista em outros buracos negros de acréscimo, tanto de buracos negros de acréscimo de massa supermassiva quanto estelar, mas normalmente precisamos calcular a média de muitas erupções em uma gama de escalas de tempo para ver esse sinal. Embora essa observação não mude nosso quadro geral de acúmulo de buracos negros, é uma boa confirmação de que a relatividade geral está em jogo nesses sistemas ”, disse Kara.

Telescópios mais precisos podem aprimorar a compreensão dos astrofísicos sobre esses fenômenos físicos, bem como outros comportamentos bizarros dos buracos negros. A teoria tende a se mover à frente das observações, pois somos mais limitados por nossas tecnologias do que por nossa própria criatividade. Mas com certeza virão mais realizações alucinantes sobre os objetos mais extremos da natureza.

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