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jun 08

O que acontece com a matéria atraída por um energético buraco negro?

Microquasar Cygnus X-1 e seu jato relativístico fotografado por Steve Cullen

Microquasar Cygnus X-1 e seu jato relativístico fotografado por Steve Cullen

O que acontece com a matéria que cai em um energético buraco negro?

Sabemos que no caso do microquasar Cygnus X-1, apenas uma pequena parte dessa matéria atraída caiará, de fato, dentro do buraco negro.

O gás atraído pela singularidade colide com o disco de acreção que contém o material em queda espiral ao redor do buraco negro. O resultado pode ser um microquasar que brilha em todas as freqüências do espectro eletromagnético e produz poderosos jatos expelindo a maior parte da matéria atraída, enviando-a de volta ao cosmos em velocidades próximas a velocidade da luz (velocidades relativísticas), antes mesmo que a mesma consiga se aproximar do horizonte de eventos.

A confirmação que os jatos relativísticos criados por buracos negros podem criar camadas de nuvens de matéria em expansão foi recentemente detectada pela descoberta das conchas de matéria ao redor de Cygnus X-1.

Na imagem acima, na parte superior, à direita está uma dessas conchas de material criado pelo jato relativístico do microquasar e candidato a buraco Negro Cygnus X-1.

Desenho que compara os modelos das fontes de raios-X geradas por um quasar e um microquasar

Desenho que compara os modelos das fontes de raios-X geradas por um quasar e um microquasar. Crédito: Thaisa/UFRGS

As características físicas dos processos que criam os jatos de matéria dos buracos negros é um tópico que tem sido pesquisado com atenção nos últimos anos.

O que é o sistema binário Cygnus X-1?

O sistema binário Cygnus X-1 contém um dos objetos que melhor se candidata a um buraco negro. O sistema Cygnus X-1 foi descoberto por se tratar de uma das mais intensas fontes de emissão raios-X, no céu, brilhando tão fortemente que foi detectado pelos primeiras missões espaciais que levavam câmeras capazes de captar o antes desconhecido céu de raios-X.

Essa imagem em raios-X de Cygnys X-1 foi tirada pelo telescópio atrelado a um balão do projeto High Energy Replicated Optics (HERO). Crédito: NASA.

Essa imagem em raios-X de Cygnys X-1 foi tirada pelo telescópio atrelado a um balão do projeto High Energy Replicated Optics (HERO). Crédito: NASA.

O nome do objeto (X-1: X de raio-X) indica trata-se da fonte singular mais brilhante da constelação do Cisne (Cygnus), a 6.000 anos-luz de distância da Terra. Cygnus X-1 foi a primeira fonte de raios-X descoberta nesta constelação. Esse objeto compacto possui cerca de 9 vezes a massa do Sol e altera sua luminosidade continuamente em diversas escalas de tempo, com períodos ultra-rápidos da ordem de milissegundos. Tal comportamento é o usualmente esperado de um típico buraco negro, muito difícil de ser explicado por outros modelos de objetos cósmicos (tais como os pulsares e magnetares).

O buraco negro Cygnus-X1 e sua companheira supergigante azul HDE 226868

O buraco negro Cygnus-X1 e sua companheira supergigante azul HDE 226868

Na imagem acima vemos uma representação artística do sistema Cygnus X-1. À esquerda temos a estrela supergigante azul HDE 226868 (HDE = ‘Henry Draper Extension’), classe espectral O (O9.7), a qual tem cerca de 30 vezes a massa do Sol e orbita a apenas 0,2 UA (1/5 da distância da Terra ao Sol). Cygnus X-1 está desenhado à direita, conectado a sua companheira supergigante através de um fluxo de gás, e envolvido em um impressionante disco de acreção. A estrela supergigante azul no sistema Cygnus X-1 é visível por telescópios de pequeno porte ou superiores. Uma estrela supergigante azul não forma uma fonte de raios-X a não ser que esteja em um par binário (como em  Eta Carinae), com a colisão dos fortes ventos estelares. A ausência de uma estrela companheira brilhante massiva indicou, portanto, a presença de um buraco negro. Estranhamente, o candidato a buraco negro Cygnus X-1 parece ter se formado sem a precedente e clássica explosão de supernova típica para objetos destas dimensões. Ficamos então com a seguinte questão: qual a real origem do buraco negro em Cygnus X-1?

Fontes e referências:

ArXiv.org: The jet-powered optical nebula of Cygnus X–1 por D. M. Russell, R. P. Fender, E. Gallo e C. R. Kaiser

UFRGS, Buracos Negros: 7.2 Evidências Observacionais de Buracos Negros Estelares por Thaisa Storchi Bergmann, Fausto Kuhn Berenguer Barbosa e Rodrigo S. Nemmen

Jim Kaler – Stars: Cygnus X-1

APOD:

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As bolhas de matéria em Cygnus X-1 por Stephen G. Cullen

._._.

arxiv-org-0701645v1-the-jet-powered-optical-nebula-of-cygnus-x-1

8 menções

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    […] ¹ Sistema binário descoberto em duas etapas: em 1964, foi descoberta fontes de raio-x em sua região, durante testes com foguetes Aerobee, na base do Novo México, para mapear tais fontes de emissão. Posteriormente, em 1971, pesquisas independentes dos astrônomos Louise Webster e Paul Murdin, do Observatório de Greenwich e Thomas Bolton, do Observatório da Universidade de Toronto, levaram à descoberta duma companheira oculta da supergigante azul, HDE 226868, com 9 vezes a massa do Sol, o que viria a ser, até o momento, um forte candidato a buraco negro. Para saber mais, cliquem aqui e aqui.  […]

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