Cientistas desvendam plasma se movendo próximo à velocidade da luz do buraco negro

Uma equipe de cientistas afirma ter descoberto por que o buraco negro no centro da galáxia Messier 87 (M87) está ejetando jatos de plasma perto da velocidade da luz em espaço, atribuindo-o à rotação do buraco negro e forte magnetização que acelera as partículas. Curiosamente, a primeira imagem de um buraco negro capturada em 2019 retratou aquele no coração do M87 e foi observada usando o Event Horizon Telescope (EHT).

O buraco negro supermassivo em questão é cerca de 6,5 bilhões de vezes mais pesado que o Sol e fica em uma galáxia elíptica que está a aproximadamente 55 milhões de anos-luz de distância da Terra. Agora, os buracos negros são conhecidos por seu comportamento muitas vezes inexplicável, como sua poderosa atração gravitacional que nem mesmo permite que a luz escape, a distorção percebida do espaço-tempo e sua arrotando enquanto consomem matéria em um ritmo sem precedentes. No entanto, uma nova pesquisa agora lança alguma luz sobre o comportamento de ejeção de matéria também.

Em um artigo intitulado “Modelagem energética e morfológica de última geração do local de lançamento do jato M87,” que foi publicado em Natureza, uma equipe de astrônomos tentou explicar a razão por trás de uma corrente de energia e matéria extremamente quente ejetada perto da velocidade da luz. A equipe empregou modelagem 3D sofisticada gerada por supercomputadores e aplicou tudo, desde equações da relatividade geral e leis do eletromagnetismo para dinâmica de fluidos avançada para estudar o jato Stream. O modelo gerado por eles determinou valores como densidade da matéria, temperatura e campos magnéticos e os comparou com observações astronômicas. O modelo teórico de emissão acabou combinando com o mundo real observações do buraco negro nas regiões de rádio, óptica e infravermelho do espectro eletromagnético.

Outro mistério do buraco negro aparentemente resolvido

Com base nos dados de modelagem de computador e observações astronômicas, a equipe proposto que o buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87 gira extremamente rápido. Além disso, o plasma na corrente de jato ejetado por ele é cercado por um forte campo magnético. Esses dois fatores combinados aceleram o fluxo de jato de plasma até próximo à velocidade da luz, que se estende por impressionantes 6.000 anos-luz. A pesquisa menciona que a região fortemente magnetizada do jato de plasma é a principal responsável pelas emissões que são observadas na região do infravermelho do espectro eletromagnético. Outra pesquisa que foi publicada recentemente mencionou que, além de devorar a matéria, o preto buracos também podem exercer alguma pressão em seus arredores.

Vale ressaltar que para objetos que estão muito distantes ou envoltos por outro material de tal forma que eles não são visíveis, os cientistas contam com comprimentos de onda em outras regiões do espectro eletromagnético para estudar eles. Por exemplo, cientistas recentemente descobriu um monte de planetas escondidos usando observações de rádio. Quanto ao jato de plasma em questão, ele consiste principalmente de matéria ionizada, também conhecida como estado de plasma. Quando a velocidade das partículas em tais jatos de plasma atinge uma taxa comparável à da luz, eles são classificados como jatos relativísticos. No entanto, os buracos negros supermassivos não são os únicos objetos cósmicos que produzem jatos relativísticos. Por exemplo, estrelas de nêutrons girando - também conhecidas como pulsares - são conhecidas por ejetar jatos relativísticos que são 80 por cento da velocidade da luz e se estendem por milhares de anos-luz em espaço.

Fontes: Natureza, Goethe University Frankfurt

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