Representação artística de uma estrela chamada S0-2 orbitando o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Ela não caiu, mas sua abordagem mais próxima pode ser uma das razões do crescente apetite do buraco negro. Crédito: Renderização do artista por Nicolle Fuller / National Science Foundation
O enorme buraco negro no centro de nossa galáxia está tendo uma refeição extraordinariamente grande de gás e poeira interestelar, e os pesquisadores ainda não entendem o porquê.
“Nunca vimos algo assim nos 24 anos em que estudamos o buraco negro supermassivo”, disse Andrea Ghez, professora de física e astronomia da UCLA e co-autor sênior da pesquisa. “Geralmente é um buraco negro fraco e frágil em uma dieta. Não sabemos o que está motivando esse grande banquete.”
Um artigo sobre o estudo, liderado pelo Grupo Galactic Center da UCLA, liderado por Ghez, foi publicado no Astrophysical Journal Letters.
Os pesquisadores analisaram mais de 13.000 observações do buraco negro de 133 noites desde 2003. As imagens foram coletadas pelo Observatório WM Keck, no Havaí, e pelo Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile. A equipe descobriu que, em 13 de maio, a área fora do “ponto sem retorno” do buraco negro (assim chamado porque, quando a matéria entra, nunca pode escapar) era duas vezes mais brilhante que a próxima observação mais brilhante.
Eles também observaram grandes mudanças em outras duas noites este ano; todas essas três mudanças foram “sem precedentes”, disse Ghez.
O brilho observado pelos cientistas é causado pela radiação do gás e da poeira que caem no buraco negro; as descobertas os levaram a perguntar se esse foi um evento singular extraordinário ou um precursor do aumento significativo da atividade.
“A grande questão é se o buraco negro está entrando em uma nova fase – por exemplo, se a torneira foi aumentada e a taxa de gás que cai no” dreno “do buraco negro aumentou por um longo período – ou se acabamos de ver os fogos de artifício de algumas gotas incomuns de gás caindo “, disse Mark Morris, professor de física e astronomia da UCLA e co-autor sênior do artigo.
A equipe continuou a observar a área e tentará resolver essa questão com base no que vêem das novas imagens.
“Queremos saber como os buracos negros crescem e afetam a evolução das galáxias e do universo”, disse Ghez, Lauren B. Leichtman da UCLA e Professor de Astrofísica Arthur E. Levine. “Queremos saber por que o buraco supermassivo fica mais brilhante e como fica mais brilhante.”
As novas descobertas são baseadas em observações do buraco negro – chamado Sagitário A*, ou Sgr A* – durante quatro noites em abril e maio no Observatório Keck. O brilho em torno do buraco negro sempre varia um pouco, mas os cientistas ficaram impressionados com as variações extremas de brilho durante esse período, incluindo suas observações em 13 de maio.
“A primeira imagem que vi naquela noite, o buraco negro estava tão brilhante que inicialmente a confundi com a estrela S0-2, porque nunca tinha visto Sagitário A* tão brilhante”, disse o pesquisador da UCLA Tuan Do, principal autor do estudo. “Mas rapidamente ficou claro que a fonte tinha que ser o buraco negro, o que foi realmente emocionante”.
Uma hipótese sobre o aumento da atividade é que, quando uma estrela chamada S0-2 se aproximou mais do buraco negro durante o verão de 2018, lançou uma grande quantidade de gás que atingiu o buraco negro este ano.
Outra possibilidade envolve um objeto bizarro conhecido como G2, que provavelmente é um par de estrelas binárias, que se aproximou mais do buraco negro em 2014. É possível que o buraco negro possa ter arrancado a camada externa de G2, disse Ghez, o que poderia ajudar a explicar o aumento do brilho do lado de fora do buraco negro.
Morris disse que outra possibilidade é que o brilho corresponda ao desaparecimento de grandes asteroides que foram atraídos para o buraco negro.
Nenhum perigo para a Terra
O buraco negro está a cerca de 26.000 anos-luz de distância e não representa perigo para o nosso planeta. A radiação teria que ser 10 bilhões de vezes mais brilhante daquela que os astrônomos detectaram para afetar a vida na Terra.
O Astrophysical Journal Letters também publicou um segundo artigo dos pesquisadores, descrevendo a holografia de manchas, a técnica que lhes permitiu extrair e usar informações muito fracas de 24 anos de dados que eles gravaram perto do buraco negro.
A equipe de pesquisa de Ghez relatou em 25 de julho na revista Science o teste mais abrangente da icônica teoria geral da relatividade de Einstein, perto do buraco negro. A conclusão deles de que a teoria de Einstein passou no teste e está correta, pelo menos por enquanto, foi baseada no estudo de S0-2, que fazia uma órbita completa ao redor do buraco negro.
A equipe de Ghez estuda mais de 3.000 estrelas que orbitam o buraco negro supermassivo. Desde 2004, os cientistas usam uma tecnologia poderosa que Ghez ajudou a abrir caminho, chamada óptica adaptativa, que corrige os efeitos distorcidos da atmosfera da Terra em tempo real. Mas a holografia com manchas permitiu que os pesquisadores melhorassem os dados a partir da década anterior ao início da óptica adaptativa. Reanalisar os dados daqueles anos ajudou a equipe a concluir que não via esse nível de brilho próximo ao buraco negro há 24 anos.
“Foi como fazer uma cirurgia LASIK nas nossas primeiras imagens”, disse Ghez. “Coletamos os dados para responder a uma pergunta e, acidentalmente, revelamos outras descobertas científicas emocionantes que não prevíamos”.
Via Phys