8 de mar de 2013

Astrônomos resolvem enigma da rotação dos buracos negros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2013


O buraco negro estudado, no coração da galáxia NGC 1365, tem uma massa equivalente a 
2 milhões de vezes a massa do nosso Sol. [Imagem: NASA/JPL-Caltech]


Visão de raios X


Dois telescópios espaciais, o NuSTAR, da NASA, e o XMM-Newton, da ESA, se juntaram para descobrir como a velocidade de rotação de um buraco negro pode ser medida com precisão.

O buraco negro estudado, no coração da galáxia NGC 1365, tem uma massa equivalente a 2 milhões de vezes a massa do nosso Sol.

E os resultados mostram que ele está girando a uma velocidade que se aproxima muito do limite máximo previsto pela teoria da gravidade de Einstein.

Assim, as observações representam um teste importante da teoria da relatividade geral de Einstein, que afirma que a gravidade curva a luz e o espaço-tempo, o "tecido" que forma nosso Universo.

O telescópio NuSTAR, lançado em Junho de 2012, detecta a radiação de raios X de mais alta energia (3 to 79 kiloelectron volt [keV]), enquanto o XMM-Newton, assim como o Chandra, detectam raios X de baixa energia (0.1 to 10 keV).


Velocímetro de buraco negro

Juntando as informações dos dois telescópios, os astrônomos conseguiram determinar com precisão a velocidade do buraco negro.

O buraco negro tem cerca de 3 milhões de quilômetros de diâmetro, e sua borda externa gira quase à velocidade da luz.

Mas a importância do estudo não está exatamente na velocidade de rotação, e sim na confiabilidade do resultado.

O modelo validado estabelece que o ferro no disco de acreção está sendo espalhado pelos
efeitos de distorção causados pela imensa gravidade do buraco negro, descartando
a "teoria do obscurecimento". [Imagem: NASA/JPL-Caltech/ESA/CfA/INAF]



Até agora, medições desse tipo não eram conclusivas porque as nuvens de gás poderiam estar obscurecendo os buracos negros e alterando os resultados.
Com os dois telescópios foi possível obter uma gama maior de energias dos raios X, enxergando mais fundo na região em torno do buraco negro.

Os novos dados mostram que os raios X não estão sendo deformados pelas nuvens, mas pela enorme gravidade do buraco negro. Isto prova que as taxas de rotação dos buracos negros supermassivos podem ser determinadas de forma conclusiva.

Até agora havia dois modelos para tentar explicar a rotação dos buracos negros. O estudo mostrou que o modelo das "nuvens de obscurecimento" estava incorreto.

O modelo validado estabelece que o ferro no disco de acreção está sendo espalhado pelos efeitos de distorção causados pela imensa gravidade. Assim, a intensidade da distorção vista no ferro pode revelar de forma conclusiva a taxa de rotação do buraco negro.

Bibliografia:

A rapidly spinning supermassive black hole at the centre of NGC?1365
G. Risaliti, F. A. Harrison, K. K. Madsen, D. J. Walton, S. E. Boggs, F. E. Christensen, W. W. Craig, B. W. Grefenstette, C. J. Hailey, E. Nardini, Daniel Stern, W. W. Zhang
Nature
Vol.: 494, 449–451
DOI: 10.1038/nature11938

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