IXPE da NASA descobriu que o buraco negro central da Via Láctea “acordou” há 200 anos

 

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Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea, é muito menos luminoso do que outros buracos negros nos centros de galáxias que podemos observar, o que significa que o buraco negro central da nossa Galáxia não tem estado a devorar activamente o material à sua volta.

No entanto, novas evidências do telescópio IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA sugerem que o velho gigante adormecido acordou recentemente – há cerca de 200 anos – para devorar gás e outros detritos cósmicos ao seu alcance.

Imagens pelo IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) e pelo Observatório de raios X Chandra da NASA que foram combinadas para mostrar dados de raios X da área em redor de Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea. O painel inferior combina dados do IXPE, a laranja, com dados do Chandra, a azul. O painel superior mostra um campo de visão muito mais alargado do centro da Via Láctea, cortesia do Chandra. As finas linhas brancas sobrepostas no painel superior enquadram a área realçada e indicam que a perspectiva no painel inferior foi rodada cerca de 45 graus para a direita. A combinação de dados do IXPE e do Chandra ajudou os investigadores a determinar que a luz de raios X identificada nas nuvens moleculares teve origem em Sagitário A* durante uma explosão há cerca de 200 anos.
Crédito: IXPE – NASA/MSFC/F. Marin et al; Chandra – NASA/CXC/SAO; processamento de imagem – L.Frattare, J.Major & K.Arcand

Sagitário A* fica a mais de 25.000 anos-luz da Terra – o buraco negro super-massivo mais próximo, com uma massa estimada em milhões de vezes a do nosso Sol.

Muitas vezes abreviado pelos investigadores para Sgr A* (pronuncia-se “Sagitário A-estrela”), situa-se na direcção da constelação de Sagitário, no coração da Via Láctea.

Os cientistas recorreram ao IXPE para um olhar mais atento quando estudos anteriores de raios X detectaram emissões de raios X relativamente recentes provenientes de nuvens gigantes de gás na sua vizinhança.

Dado que a maioria das nuvens cósmicas, chamadas “nuvens moleculares”, são frias e escuras, as assinaturas de raios X destas nuvens deveriam ter sido ténues. Em vez disso, brilharam intensamente.

“Um dos cenários para explicar porque é que estas nuvens moleculares gigantes estão a brilhar é que estão, de facto, a ecoar um flash de luz de raios X que já passou há muito tempo, indicando que o nosso buraco negro super-massivo não estava assim tão quiescente há alguns séculos atrás”, disse Frédéric Marin, astrónomo do Observatório Astronómico de Estrasburgo, França, autor principal do novo estudo publicado na revista Nature.

O IXPE, que mede a polarização dos raios X, ou a direcção e intensidade médias do campo eléctrico das ondas de luz, foi apontado para estas nuvens moleculares durante dois períodos de estudo, em Fevereiro e Março de 2022.

Quando os astrónomos combinaram os dados resultantes com imagens do Observatório de Raios X Chandra da NASA e os compararam com observações de arquivo da missão XMM-Newton da ESA, puderam isolar o sinal de raios X reflectido e descobrir o seu ponto de origem.

“O ângulo de polarização actua como uma bússola, apontando-nos para a misteriosa fonte de iluminação há muito desaparecida”, disse Riccardo Ferrazzoli, astrofísico do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), em Roma. “E o que se encontra nessa direcção? Nada mais nada menos do que Sgr A*”.

Analisando os dados, a equipa descobriu que os raios X das nuvens moleculares gigantes eram luz reflectida de uma erupção intensa e de curta duração produzida por ou perto de Sgr A*, possivelmente causada pelo buraco negro que consumiu abruptamente material próximo.

Os dados também ajudaram os investigadores a estimar a luminosidade e a duração do surto original – sugerindo que o evento ocorreu há cerca de 200 anos terrestres, ou aproximadamente no início do século XIX.

O próximo objectivo da equipa é repetir a observação e reduzir as incertezas da medição, disse Steven Ehlert, cientista do projecto IXPE no Centro de Voo Espacial Marshall da NASA em Huntsville, no estado norte-americano do Alabama.

Os dados de acompanhamento poderão melhorar as estimativas de quando a erupção ocorreu e qual a sua intensidade no pico, e ajudarão a determinar a distribuição tridimensional das nuvens moleculares gigantes que rodeiam o buraco negro quiescente.

Mais importante ainda, disse, estes estudos ajudam os investigadores a compreender melhor os processos físicos necessários para despertar Sgr A* novamente – mesmo que apenas temporariamente – do seu sono inquieto.

“O IXPE está a desempenhar um papel fundamental para nos ajudar a compreender melhor a escala de tempo em que o buraco negro no centro da nossa Galáxia está a mudar”, disse Ehlert.

“Sabemos que as mudanças podem ocorrer, nas galáxias activas e nos buracos negros super-massivos, ao longo de uma escala humana de tempo.

Estamos a aprender mais sobre o comportamento deste buraco com o passar do tempo, a sua história de erupções e estamos ansiosos por observá-lo mais para determinar que mudanças são típicas e quais são únicas.”

// NASA (comunicado de imprensa)
// Chandra/Harvard (comunicado de imprensa)
// CNRS (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (arXiv.org)

CCVALG – Centro Ciência Viva do Algarve
23 de Junho de 2023


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published in: 3 meses ago

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