Uma estranha bolha de gás quente está viajando em torno do nosso buraco negro galáctico em ‘velocidade alucinante’

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Ilustração indicando a localização e o movimento orbital do gás quente. (Créditos; Colaboração EHT, OES/M. Kornmesser; M. Wielgus)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

No ambiente gravitacional insano no coração de nossa galáxia, os astrônomos encontraram uma bolha de gás orbitando nosso buraco negro supermassivo em supervelocidade.

Suas características estão ajudando os astrônomos a sondar o espaço imediatamente ao redor de Sagitário A* em busca de respostas sobre por que o centro galáctico pisca e brilha em todo o espectro eletromagnético.

Suas descobertas sugerem que o buraco negro é cercado por um disco girando no sentido horário de material modulado por um poderoso campo magnético.

E confirma algo que já sabíamos: o espaço ao redor de um buraco negro é uma loucura.

“Achamos que estamos olhando para uma bolha quente de gás girando em torno de Sagitário A* em uma órbita semelhante em tamanho à do planeta Mercúrio, mas fazendo um loop completo em apenas 70 minutos”, disse o astrofísico Maciek Wielgus, do Max Instituto Planck de Radioastronomia na Alemanha.

“Isso requer uma velocidade alucinante de cerca de 30 por cento da velocidade da luz!”

Sgr A* teve um grande momento de destaque no início deste ano, quando a colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos revelou uma imagem do buraco negro anos em formação.

Telescópios de todo o mundo trabalharam juntos para fazer observações do centro galáctico, que se combinaram para revelar o anel de material em forma de rosquinha girando em torno de Sgr A*, aquecido a temperaturas incríveis.

Um dos telescópios incluídos na colaboração é o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um conjunto de radiotelescópios localizado no deserto de Atacama, no Chile.

Enquanto estudavam apenas os dados do ALMA, isolados do restante da colaboração, Wielgus e colegas notaram algo interessante.

Em abril de 2017, no meio da coleta de dados, o centro galáctico cuspiu uma rajada de raios-X. Foi apenas puro acaso que ocorreu enquanto os astrônomos estavam coletando dados para o projeto do Telescópio do Horizonte de Eventos.

Anteriormente, essas longas rajadas, observadas em outros comprimentos de onda, foram associadas a bolhas de gás quente que orbitam muito perto do buraco negro e em velocidades muito altas.

“O que é realmente novo e interessante é que tais rajadas estavam apenas claramente presentes em observações de raios-X e infravermelhos de Sagitário A*”, explicou Wielgus. “Aqui vemos pela primeira vez uma indicação muito forte de que pontos de gás quente em órbita também estão presentes em observações de rádio.”

Pensa-se que estas rajadas são o resultado da interação do gás quente com um campo magnético, e a análise da equipa dos dados do ALMA apoia esta noção.

O ponto de gás quente emite luz fortemente polarizada ou curvada, e exibe a assinatura da aceleração síncrotron – ambas ocorrem na presença de um forte campo magnético.

E o brilho na luz do rádio pode ser o resultado do resfriamento do ponto de gás quente após a rajada, tornando-se visível em comprimentos de onda mais longos.

“Encontramos fortes evidências de uma origem magnética dessas rajadas e nossas observações nos dão uma pista sobre a geometria do processo”, disse a astrofísica Monika Mościbrodzka, da Universidade Radboud, na Holanda.

“Os novos dados são extremamente úteis para construir uma interpretação teórica desses eventos.”

A análise da luz pela equipe sugere que o ponto de gás quente está embutido em um disco magneticamente travado – um disco de material que está girando e alimentando o buraco negro, mas a uma taxa que é prejudicada pelo campo magnético.

Por meio de modelagem que integrou os dados, a equipe conseguiu fornecer restrições mais fortes sobre a forma e o movimento desse campo magnético e a formação e evolução do ponto de gás quente dentro dele.

Mas ainda há muito que não sabemos. Observar buracos negros é realmente difícil, e existem algumas discrepâncias estranhas quando comparadas com observações infravermelhas de outras rajadas.

A equipe espera que as observações simultâneas de infravermelho e rádio de futuras rajAdas de pontos de gás quente no futuro ajudem a resolver esses problemas.

“Esperamos que um dia nos sintamos à vontade para dizer que ‘sabemos’ o que está acontecendo em Sagitário A*”, disse Wielgus.

A pesquisa foi publicada em Astronomy & Astrophysics.