Para capturar a primeira imagem de um buraco negro, os pesquisadores tiveram que construir um telescópio tão grande quanto a Terra, reunindo dados de observatórios ao redor do globo. Quando a imagem difusa e brilhante foi finalmente lançada em 2019, todos os principais jornais a publicaram.
Agora, esse mesmo monstro supermassivo – que fica no centro de uma galáxia chamada Messier 87 – revelou mais dos seus segredos. Uma análise de 22 anos de observações feitas do núcleo de M87 confirmou as rotações do buraco negro.
“Após o sucesso da imagem do buraco negro nesta galáxia com o Telescópio Event Horizon, se este buraco negro está girando ou não tem sido uma preocupação central entre os cientistas”, diz o astrofísico e co-autor Kazuhiro Hada do Observatório Astronômico Nacional do Japão.
“Agora a expectativa se transformou em certeza. Este buraco negro monstruoso está realmente girando.”
Usando uma rede global de mais de 20 telescópios, os pesquisadores analisaram 170 observações feitas de M87 entre 2000 e 2022.
Eles não conseguiram observar nada dentro do horizonte de eventos, pois a atração gravitacional dos buracos negros é tão forte que eles até fazem prisioneiros a luz. Mas conseguiram rastrear o magnífico jato do buraco negro, que se estende por 4.900 anos-luz de diâmetro e parece viajar quase cinco vezes mais rápido que a velocidade da luz devido a uma ilusão de ótica conhecida como movimento superluminal.
Este jato foi observado pela primeira vez em 1918 pelo astrônomo Heber Curtis, mas foi capturado pelo Telescópio Espacial Hubble.
Os cientistas não têm certeza de como esses jatos poderosos são criados, mas acredita-se que a radiação e as partículas sejam canalizadas ao longo das linhas do campo magnético do buraco negro.
Os investigadores descobriram que o buraco negro no centro de M87 estava lentamente a mudar o ângulo do seu jato em cerca de 10 graus e depois a oscilar de volta à sua posição original. Este ciclo levou cerca de 11 anos para ser concluído.
A partir desta variação na inclinação do jato, os investigadores puderam inferir a presença de um buraco negro giratório.
Os buracos negros em rotação torcem o espaço-tempo em torno deles num processo chamado arrasto de quadro, que faz com que o disco de acreção e o jato tombem lateralmente.
“Como o desalinhamento entre o buraco negro e o disco é relativamente pequeno e o período de precessão é de cerca de 11 anos, o acúmulo de dados de alta resolução que rastreiam a estrutura de M87 ao longo de duas décadas e uma análise minuciosa são essenciais para obter essa conquista”, diz o astrofísico e co- autor Cui Yuzhu.
M87 é de particular interesse porque está a apenas 54 milhões de anos-luz de distância, o que é muito mais próximo do que outras galáxias.
Também fascinou os observadores de estrelas durante séculos. M87 foi observado pela primeira vez em 1781 pelo astrônomo Charles Messier quando ele apontou seu telescópio para uma galáxia na constelação de Virgem. Messier 87 ou M87, agora leva seu nome.
Acredita-se que a maioria dos buracos negros gira quase à velocidade da luz, e já foi demonstrado que alguns buracos negros fazem isso. Foi demonstrado que um buraco negro que fica no centro da galáxia NGC 1365, a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância, gira a 84% da velocidade da luz em 2013.
Usando padrões de pulso de raios-x, os cientistas inferiram que outro buraco negro girava a 50% da velocidade da luz em 2019.
Por que os buracos negros giram tão rápido? Quando a matéria entra em colapso em uma singularidade ou buraco negro, ela se torna extremamente densa com muito pouco volume.
Mas mantém o seu momento angular. Se a matéria viesse de uma estrela giratória, sua velocidade de rotação aumentaria com a compressão, da mesma forma que um patinador no gelo gira mais rápido quando puxa os braços.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
