Cientistas encontram maneira de determinar massa de buraco negro supermassivo

 

Uma equipe de astrofísicos dos EUA descobriu que a massa de um buraco negro supermassivo pode ser determinada por sua relação com a luz que emite.

Os buracos negros supermassivos pesam entre 100 e 1 milhão de células solares. Embora geralmente estejam localizados no centro das galáxias e praticamente não emitam luz, eles só podem ser encontrados pelos efeitos da gravidade, exceto no caso de acreção, a força do gás interestelar e a matéria das estrelas próximas.

Nesses casos, os buracos negros emitem luz na faixa do visível e ultravioleta em intervalos definidos que variam de algumas horas a várias décadas.

© FOTO / GRUPO DE TRABALHO CIENTÍFICO DO TELESCÓPIO HORIZONTE DE EVENTOS (EHT - MULTI-WAVELENGTH)

A região em torno do buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87, conforme visto em comprimentos de onda de rádio, visível e raio-X, pelo conjunto de telescópios ALMA e os telescópios espaciais Hubble e Chandra da NASA, respectivamente

Astrofísicos norte-americanos fizeram a descoberta depois de compilar um banco de dados de 67 buracos negros supermassivos ativos. Os números mostram que o tempo de emissão de luz dos buracos negros está intimamente relacionado à sua massa, o estudo foi publicado na revista Science.

"Encontramos uma correlação entre esta escala de tempo e a massa do buraco negro que abrange toda a faixa de massas dos buracos negros supermassivos. Esta escala de tempo é consistente com a escala de tempo térmica esperada no raio de emissão ultravioleta na teoria padrão do disco de acreção", escreveram os cientistas.

Os pesquisadores concluíram que a emissão de luz é deve-se a flutuações aleatórias durante o processo de acreção e eles esperam que a correlação que encontraram também possa ser usada para detectar padrões de emissão de luz de buracos negros de massa média, uma classe de objetos que tem sido difícil de detectar até agora.

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Cientistas encontram evidências de que estrelas são 'devoradas' por buracos negros

Cientistas examinaram o colapso estelar de uma estrela localizada a 624 milhões de anos-luz de distância, chegando à conclusão de que há raios X emitidos pelos buracos negros.

Os cientistas sabem o que é uma ruptura de maré (TDE, na sigla em inglês), ou colapso estelar, em que uma estrela é "despedaçada" pela aproximação de um buraco negro supermassivo, mas até agora tem sido difícil encontrar evidências de emissões de raios X que possam estabelecer a presença de um disco de acreção, normalmente formado por material difuso ao redor de uma estrela maciça.

Os astrônomos usaram observações ultravioletas óticas de um TDE e conseguiram fixar a luz alternada, que é esperada para um disco de acreção rotativo.

"[...] Para a maioria dos TDEs, não vemos raios X. Eles brilham principalmente nos comprimentos de onda ultravioleta e ótica, então foi sugerido que, ao invés de um disco, estamos vendo emissões da colisão de correntes de detritos estelares", explicou um membro do grupo de pesquisa, a astrônoma Tiara Hung, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (UCSC), EUA.

De acordo com um colega da mesma universidade, o astrofísico Enrico Ramirez-Ruiz, o recente estudo, publicado no portal de pré-impressão arXiv, e com publicação planejada na revista The Astrophysical Journal, é a primeira prova sólida de que os discos de acreção se formam nestes eventos, independentemente de vermos ou não os raios X.

© AP PHOTO / NASA/OBSERVATÓRIO DE RAIOS-X CHANDRA/M.WEISS VIA AP

Representação artística fornecida pela NASA mostra estrela sendo engolida por buraco negro

A referida perturbação ocorreu no centro de uma galáxia chamada 2MASS J10065085+0141342, localizada a 624 milhões de anos-luz de distância.

No final de 2018, os astrônomos avistaram pela primeira vez uma chama única, indicando que um buraco negro supermassivo estava cortando uma estrela, e os pesquisadores analisaram vários comprimentos de onda à medida que a luz evoluía e crescia em tamanho, um TDE chamado AT 2018hyz na época.

Mais tarde, eles concluíram que um buraco negro gigante, com massa maior que o Sol em vários milhões de vezes, havia perturbado a estrela, deixando visível um pico duplo na chamada emissão Balmer, gerada quando elétrons em átomos de hidrogênio transitam para um nível de energia mais baixo.

"O que se destacou foi a linha de hidrogênio, a emissão de gás hidrogênio, que tinha um perfil de duplo pico que era diferente de qualquer outro TDE que tínhamos visto", afirmou o astrofísico Ryan Foley, da UCSC, explicando que o duplo pico em um núcleo galáctico ativo é em grande parte tomado como evidência de um disco de acreção.

Comparando com eventos semelhantes

As ondas de luz que são emitidas a partir de algo que se move em nossa direção costumam ser mais curtas no lado azul do espectro, ou azuladas. No entanto, as ondas de luz de um objeto em contração são alongadas, ou avermelhadas. A evidência de ambos os turnos serve não apenas para determinar uma rotação como tal, mas também a velocidade da mesma.

"Nossas simulações mostram que o que observamos é muito sensível à inclinação. Há uma orientação preferencial para ver estas características de duplo pico, e uma orientação diferente para ver as emissões de raios X", garante Ramirez-Ruiz, que em 2018 foi coautor de um trabalho que apresentava um modelo unificado para TDEs.

A equipe passou a fazer mais observações de vários comprimentos de onda, comparando-os a outros TDEs, e acabou chegando à conclusão de que o disco de acreção era composto em cerca de 5% pela massa inicial da estrela e que se formava rapidamente, no espaço de um mês. Uma conclusão semelhante foi alcançada por uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo astrônomo Phil Short, da Universidade de Edimburgo, Reino Unido.

Em um artigo pré-impresso publicado no arXiv em 11 de março, Short e sua equipe observam que "AT 2018hyz é o primeiro TDE no qual foram observadas linhas claras de emissão de duplo pico, e fornece forte evidência observacional de que os discos de acreção se formam em pelo menos alguns TDEs, e são uma fonte significativa da luminosidade observada".

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Religião: Arqueólogos encontram menção a Alá em artefatos vikings

Tecido de manto mortuário viking com inscrições que faziam referência ao deus Alá e ao líder religioso Ali (Annika Larsson/Uppsala Universitet/Divulgação)

O nome do deus muçulmano, assim como o do líder religioso Ali, estava escrito em uma caligrafia árabe antiga e foi encontrada em vestimentas funerárias

O que os arqueólogos pensavam se tratar de padrões típicos da era Viking agora ganha um novo significado. Pesquisadores da Universidade de Uppsala, na Suécia, anunciaram na última semana que menções ao deus muçulmano Alá e ao líder religioso Ali foram encontradas gravadas em artefatos vikings que datam os séculos IX e X. Os nomes dos personagens aparecem escritos em pedaços de seda de trajes de enterro encontrados em barcos funerários, bem como em outras mantas mortuárias achadas na região sueca de Birka, perto do rio Mälardalen. As investigações podem trazer novas informações sobre a influência do islã em civilizações antigas da Escandinávia. “Um detalhe empolgante é que a palavra ‘Alá’ é retratada em uma imagem espelhada”, diz a arqueóloga Annika Larsson, pesquisadora especializada em arqueologia têxtil na Universidade de Uppsala. “É um pensamento surpreendente que esses tecidos, assim como as vestimentas, foram fabricados a oeste do coração muçulmano. Talvez essa fosse uma tentativa de escrever orações para que pudessem ser lidas da esquerda para a direita, mas com os caracteres árabes que deveriam ter.”

Os pesquisadores descobriram as inscrições enquanto trabalhavam para recriar padrões têxteis encontrados em vestimentas que seriam expostas um uma exibição do Museu de Enköping, na cidade sueca de Enköping. Segundo a equipe, os tecidos continham escritos em caligrafia cúfica (tipo de escritura mais antiga do idioma árabe) invocando Alá e Ali. Outros registros escritos com a mesma caligrafia já haviam sido encontrados em mosaicos, monumentos funerários e mausoléus da Era Viking. “Presumivelmente, as vestimentas funerárias da Era Viking foram influenciadas pelo islamismo e a ideia de uma vida eterna no paraíso após a morte”, diz Larsson. Em uma pesquisa anterior, Annika havia revelado a ocorrência generalizada de seda oriental nas sepulturas vikings da Escandinávia. Ao analisar os materiais, ela e sua equipe descobriram que esses materiais vinham principalmente antiga da Ásia persa e da Ásia central, onde o islã já era dominante. Por isso, a pesquisadora afirma que análises de DNA estão sendo conduzidas nos restos encontrados dentro das tumbas, para confirmar a origem geográfica das pessoas enterradas. Apesar dos túmulos datarem uma época em que vikings habitaram a região, não é possível descartar a possibilidade de que os mortos eram de origem muçulmana. “No Alcorão, está escrito que os habitantes do paraíso usarão roupas de seda, que juntamente com as inscrições podem explicar a ocorrência generalizada de seda nas sepulturas da Era Viking”, diz Annika Larsson. “As descobertas são igualmente prevalentes nos túmulos masculinos e femininos.”
Fonte: Veja