Astrônomos do ESO detectam bolha de gás quente em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos descobriram sinais de um ”ponto quente” em órbita de Sagitário A*, o buraco negro no centro da nossa Galáxia. Esta descoberta ajuda-nos a compreender melhor o meio enigmático e dinâmico que rodeia o nosso buraco negro supermassivo.

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Imagem do buraco negro supermassivo, Sagitário A*, observado pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope), juntamente com uma ilustração artística que mostra onde é que os modelos dos dados ALMA prevêem que esteja o ponto quente e a sua órbita em torno do burado negro. Créditos: EHT, ESO/M. Kornmesser (M. Wielgus)

Maciek Wielgus do Instituto Max Planck de Rádio Astronomia em Bona, na Alemanha, que liderou este estudo, explicou:

Pensamos estar a ver uma bolha de gás quente em torno de Sagitário A*, numa órbita semelhante em tamanho à do planeta Mercúrio, mas que completa uma volta em cerca de 70 minutos. Para que isso aconteça a velocidade a que se desloca tem que ser enorme, cerca de 30% da velocidade da luz!

As observações foram obtidas com o ALMA nos Andes chilenos — um rádio telescópio que pertence parcialmente ao Observatório Europeu do Sul (ESO) — durante uma campanha levada a cabo pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope) destinada a obter imagens de buracos negros. Em Abril de 2017, o EHT juntou oito rádio telescópios existentes no mundo inteiro, incluindo o ALMA, para obter dados que resultaram na primeira imagem de Sagitário A*, recentemente divulgada. Para calibrar os dados EHT, Wielgus e colegas, que são membros da Colaboração EHT, utilizaram dados do ALMA obtidos na mesma altura que as observações EHT de Sagitário A*. Para surpresa da equipe, havia mais pistas escondidas nas medições obtidas apenas com o ALMA sobre a natureza do buraco negro.

Por acaso, algumas das observações tinham sido realizadas pouco depois de uma explosão de energia de raios X emitida a partir do centro da nossa Galáxia, a qual tinha sido detectada pelo Telescópio Espacial Chandra da NASA. Pensa-se que este tipo de explosões, observadas anteriormente por telescópios infravermelhos e de raios X, estejam associadas aos chamados “pontos quentes”, bolhas de gás quente que se deslocam a altas velocidades em órbitas muito próximas do buraco negro.

Wielgus, também afiliado ao Centro Astronômico Nicolau Copérnico, Polônia, e à Iniciativa Buraco Negro da Universidade de Harvard, EUA, afirmou:

O que é mesmo novo e interessante é o facto destas explosões estarem, até agora, apenas claramente presentes em observações infravermelhas e de raios X de Sagitário A*. Estamos, pela primeira vez, a ver fortes indicações de que pontos quentes a orbitar o buraco negro também estão presentes em observações rádio.

Jesse Vos, estudante de doutoramento na Universidade Radboud, Países Baixos, também envolvido neste estudo, complementou:

Talvez estes pontos quentes detectados nos comprimentos de onda do infravermelho sejam uma manifestação do mesmo fenómeno físico: à medida que arrefecem, os pontos quentes que emitem no infravermelho tornam-se visíveis a comprimentos de onda maiores, como os observados pelo ALMA e pelo EHT.

Pensou-se durante muito tempo que estas explosões teriam origem nas interações magnéticas do gás muito quente que orbita muito próximo de Sagitário A* e, de facto, estes novos resultados apoiam esta ideia.

A co-autora Monika Mościbrodzka da Universidade Radboud disse:

Descobrimos agora evidências fortes para uma origem magnética destas explosões e as nossas observações dão-nos pistas sobre a geometria do processo. Os novos dados são extremamente úteis na construção de uma interpretação teórica destes eventos.

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Esta imagem mostra o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observando a Via Láctea e, consequentemente, também o local de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo que se encontra no centro galáctico. Destacada na caixa vemos a imagem de Sagitário A* obtida pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope). Situado no deserto chileno do Atacama, o ALMA é o mais sensível de todos os observatórios rádio que compõem a rede EHT, sendo co-pertencente e co-operado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros na Europa. Créditos: ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration

O ALMA permite aos astrónomos estudar emissão rádio polarizada de Sagitário A*, a qual pode ser usada para investigar o campo magnético do buraco negro. A equipa utilizou estas observações juntamente com modelos teóricos para aprender mais sobre a formação do ponto quente e o ambiente em que se encontra, incluindo o campo magnético que rodeia Sagitário A*. Este trabalho de investigação coloca limites mais fortes na forma deste campo magnético do que os conseguidos em observações anteriores, ajudando os astrônomos a descobrir a natureza do nosso buraco negro e seus arredores.

As observações confirmam algumas das descobertas anteriores feitas com o auxílio do instrumento GRAVITY montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, que observa no infravermelho. Tanto os dados do GRAVITY como os do ALMA sugerem que a explosão tem origem num nodo de gás que orbita em torno do buraco negro a cerca de 30% da velocidade da luz na direção dos ponteiros do relógio no céu, com a órbita do ponto quente quase de face para nós.

Ivan Marti-Vidal da Universidade de Valência, Espanha, co-autor do estudo, destaca:

No futuro deveremos ser capazes de seguir pontos quentes ao longo de várias frequências, usando observações coordenadas multi comprimentos de onda, obtidas tanto com o GRAVITY como com o ALMA — o sucesso de tal esforço seria um verdadeiro marco na nossa compreensão da física das explosões no Centro Galáctico.

A equipe espera também conseguir observar diretamente com o EHT os nodos de gás, para investigar cada vez mais perto do buraco negro e aprender mais sobre ele.

Wielgus concluiu:

Talvez um dia estejamos confortáveis o suficiente para dizer que “sabemos” o que se passa em Sagitário A*.

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations” publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244493).

Fonte

eso2212 — Science Release – Astronomers detect hot gas bubble swirling around the Milky Way’s supermassive black hole

._._.

eso2212a-Orbital-motion-near-Sagittarius-A-–-Constraints-from-polarimetric-ALMA-observations

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