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jun 01

WISE aponta inconsistências na teoria unificada dos buracos negros ativos supermassivos

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Esta imagem mostra galáxias do aglomerado galáctico da Fornalha (Fornax), localizado a 60 milhões de anos luz da Terra. Esta imagem foi capturada pelo WISE, mas foi artisticamente enriquecida para reforçar a ideia de que galáxias agrupadas, em geral, são rodeadas por halos envolventes de matéria escura (em violeta), com escalas bem maiores. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Uma pesquisa que estudou mais de 170.000 buracos negros supermassivos com dados do Observatório Espacial WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, fez os astrônomos desafiarem uma teoria antiga que tentava explicar os vários aspectos destes objetos interestelares.

A teoria unificada dos buracos negros ativos supermassivos, desenvolvida pela primeira vez no final dos anos 70, foi criada para explicar a razão pela qual os buracos negros, objetos com naturezas físicas tão semelhantes, parecem completamente diferentes em nossas observações. Alguns aparecem rodeados pela poeira, enquanto outros se mostram expostos e fáceis de discernir…

http://en.wikipedia.org/wiki/Torus

Toro

O modelo unificado tenta responder a esta pergunta, sugerindo que cada buraco negro está rodeado por uma estrutura de poeira, em forma de uma “rosquinha comestível” (os famosos doces conhecidos como “donuts” que no Brasil são conhecidos como “sonhos”), uma forma geométrica 3D que chamamos de toro. Dependendo da orientação destes “donuts” (toros) no espaço, os buracos negros assumem diversas aparências. Por exemplo, se o toro estiver posicionado de lado (a partir da perspectiva da Terra), o buraco negro fica escondido da nossa vista. Se o toro for observado por cima ou por baixo, o buraco negro encontra-se claramente visível.

Entretanto, os novos dados do WISE não confirmam esta teoria. Os cientistas descobriram evidências de que algo diferente da estrutura em forma de toro pode, em algumas circunstâncias, determinar se o buraco negro está visível ou escondido. A equipe ainda não determinou a solução do problema, mas os resultados sugerem que o modelo unificado (o toro de poeira), não responde todas as questões.

Lin Yan do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) da NASA, com sede no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, EUA, explicou:

A nossa descoberta revela uma nova característica sobre os buracos negros ativos que desconhecíamos, ainda que os detalhes permaneçam um mistério. Esperamos que o nosso trabalho inspire estudos futuros para entender melhor estes objetos fascinantes.

Yan é coautora da pesquisa publicada no Astrophysical Journal. O autor principal é o investigador de pós-doutorado, Emilio Donoso, que trabalhou com Yan no IPAC e, desde então, mudou-se para o Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio na Argentina. A pesquisa também tem a coautoria de Daniel Stern (JPL da NASA em Pasadena) e de Roberto Assef (Universidade Diego Portales no Chile), antigo membro do JPL.

Cada galáxia tem um buraco negro supermassivo no seu núcleo. O novo estudo tem foco nos buracos negros que estão se “alimentando”, os que são chamados de buracos negros supermassivos ativos ou também de núcleos galácticos ativos. Estes ferozes buracos negros devoram o material ao redor, contribuindo para o seu crescimento.

Com a ajuda de computadores, os cientistas foram capazes de processar informações de mais de 170.000 buracos negros supermassivos ativos a partir dos dados do WISE. Os astrônomos mediram a seguir o grau de agrupamento das galáxias que contêm tanto buracos negros escondidos quanto buracos negros expostos, para obter a medida de como estes se agrupam em todo o céu.

Se o modelo unificado fosse totalmente válido e os buracos negros escondidos estivessem simplesmente escondidos pelos toros na sua configuração vista de lado, então os pesquisadores esperariam que se agrupassem do mesmo modo que os expostos. De acordo com a teoria, uma vez que as estruturas em forma de toro têm orientações aleatórias, os buracos negros também deveriam estar distribuídos aleatoriamente. É como jogar várias ‘rosquinhas’ ao ar, aproximadamente a mesma porcentagem de ‘rosquinhas’ será vista de lado ou será vista de cima ou de baixo, independentemente do seu agrupamento ou das suas distâncias.

Mas agora o WISE nos mostrou algo totalmente inesperado. Os resultados demonstram que as galáxias com buracos negros escondidos estão mais agrupadas do que as com buracos negros expostos. Se estes resultados forem confirmados, os cientistas terão que ajustar o modelo unificado e propor novas maneiras para explicar a razão pela qual alguns buracos negros aparecem ocultos.

Donoso comentou:

O objetivo principal da unificação era criar um ‘jardim zoológico’ dos tipos diferentes de núcleos ativos sob um único ‘guarda-chuva’ teórico. Agora, isso tornou-se muito mais complexo de se fazer, à medida que nos aprofundamos na investigação dos dados do WISE.

Outra forma de compreender os resultados do WISE envolve a teoria da matéria escura. A matéria escura é uma substância transparente (que não interage com a radiação eletromagnética) que domina o Universo, superando largamente em massa a matéria convencional que compõe as pessoas, planetas e estrelas. Cada galáxia fica no centro de um halo de matéria escura. Halos maiores têm mais gravidade e consequentemente puxam outras galáxias em sua direção.

Uma vez que o WISE descobriu que os buracos negros obscurecidos estão mais agrupados do que os outros, os pesquisadores deduziram que estes buracos negros escondidos residem em galáxias com halos maiores de matéria escura. Embora os halos propriamente ditos não sejam responsáveis por esconder os buracos negros, os halos podem ser uma pista para o que está efetivamente acontecendo!

Stern afirmou:

A teoria unificada foi proposta para explicar a complexidade que os astrônomos estavam a ver. Parece que esse modelo unificado simples foi demasiado simples. Como Einstein defendia, os modelos devem ser feitos ‘o mais simples possível, mas não simples em demasia’  [1]

Os cientistas ainda estão investigando ativamente os dados públicos do WISE, o observatório espacial de infravermelho que foi colocado em hibernação em 2011 após varrer a todo o céu integralmente por duas vezes. WISE foi reativado em 2013, com o novo nome NEOWISE, em uma nova missão para identificar objetos potencialmente perigosos próximos da Terra.

http://www.nasa.gov/sites/default/files/pia18013-full.jpg

Este infográfico mostra a teoria popular dos buracos negros supermassivos ativos, o modelo unificado (parte superior – os 3 primeiros quadros), versus como os novos dados do WISE desafiam o modelo tradicional (quarto e último quadro). Na primeira parte temos a “anatomia de um buraco negro ativo”. Na segunda vê-se “porque os buracos negros parecem diferentes”. No terceiro quadro “o que se espera ver”. No quarto quadro temos “As observações do WISE desafiam o modelo unificado”, conforme explicado neste artigo. Créditos: NASA/JPL-Caltech/NOAO/AURA/NSF/ESO

Nota

[1] Navalha de Occam é antecessora do chamado princípio KISS, Keep It Simple, Stupid ou em português “simplifique, estúpido” uma vulgarização da máxima de Albert Einstein de que “tudo deve ser feito da forma mais simples possível, mas não mais simples que isso“, também expressa por Antoine de Saint-Exupéry como: “a perfeição não é alcançada quando já não há mais nada para adicionar, mas quando já não há mais nada que se possa retirar”.

Fonte

NASA’s WISE Findings Poke Hole in Black Hole ‘Doughnut’ Theory

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