2170: Campo magnético pode manter o buraco negro da Via Láctea relativamente calmo

Linhas de fluxo que mostram os campos magnéticos sobrepostos a uma imagem a cores do anel de poeira que rodeia o buraco negro super-massivo da Via Láctea. A estrutura azul em forma de Y é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. As linhas revelam que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa.
Crédito: poeira e campos magnéticos – NASA/SOFIA; imagem do campo estelar – NASA/Telescópio Espacial Hubble

Existem buracos negros super-massivos no centro da maioria das galáxias, e a nossa Via Láctea não é excepção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente activos, o que significa que está a cair neles muito material, emitindo radiação altamente energética neste processo de “alimentação”. O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, está relativamente calmo. Novas observações do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA estão a ajudar os cientistas a compreender as diferenças entre buracos negros activos e silenciosos.

Estes resultados fornecem informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da Via Láctea. Os cientistas usaram o mais novo instrumento do SOFIA, o HAWC+, para realizar estas medições.

Os campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os percursos de partículas carregadas e têm efeitos significativos sobre os movimentos e a evolução da matéria em todo o Universo. Mas os campos magnéticos não podem ser visualizados directamente, portanto o seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC+ detecta luz infravermelha distante e polarizada, invisível aos olhos humanos, emitida por grãos de poeira. Estes grãos alinham-se perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados do SOFIA, os astrónomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético, de outra forma invisível, ajudando a visualizar esta força fundamental da natureza.

“Este é um dos primeiros exemplos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem uns com os outros,” observou Joan Schmelz, astrofísica do Centro de Pesquisas Espaciais Universitárias do Centro Ames da NASA em Silicon Valley, Califórnia, EUA, co-autora do artigo que descreve as observações. “O HAWC+ muda o jogo.”

Observações anteriores do SOFIA tinham mostrado o anel inclinado de gás e poeira em órbita do buraco negro da Via Láctea, de nome Sagitário A* (Sgr A*). Mas os novos dados do HAWC+ fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região ao longo dos últimos 100.000 anos.

Os detalhes destas observações do campo magnético, pelo SOFIA, foram apresentados na reunião de Junho de 2019 da Sociedade Astronómica Americana e serão submetidos à revista The Astrophysical Journal.

A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético tem sido um mistério. As novas observações com o HAWC+ revelam que o campo magnético é forte o suficiente para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canalizar o gás para que entre no próprio buraco negro, o buraco negro torna-se activo porque consome muito gás. No entanto, se o campo magnético canalizar o gás para que entre em órbita em redor do buraco negro, então o buraco negro ficará quieto porque não está a ingerir nenhum gás que, de outra forma, acabaria por formar novas estrelas.

Os investigadores combinaram imagens no infravermelho médio e longínquo das câmaras do SOFIA com novas linhas de fluxo que visualizam a direcção do campo magnético. A estrutura azul em forma de Y (ver figura) é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. Colocando a estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa. Mas também existem lugares onde o campo se distancia das principais estruturas de poeira, como nas extremidades superior e inferior do anel.

“A forma espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita em torno do buraco negro,” comentou Darren Dowll, cientista do JPL da NASA e investigador principal do instrumento HAWC+, autor principal do estudo. “Isto pode explicar porque é que o nosso buraco negro está calmo enquanto outros estão activos.”

As novas observações do SOFIA com o HAWC+ ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro super-massivo interage com ele, abordando uma antiga questão de porque é que o buraco negro central da Via Láctea é relativamente ténue, enquanto os de outras galáxias são tão brilhantes.

Astronomia On-line
14 de Junho de 2019

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