Alterações extremamente rápidas na intensidade de um jato emanando de um pequeno buraco negro foram detectadas pela primeira vez. Astrônomos identificaram variações enigmáticas em um jato de plasma altamente magnético emitido por um pequeno buraco negro que está consumindo intensamente gás e poeira. Estas variações manifestam-se como alterações periódicas no jato, ocorrendo em uma fração de segundo, e foram identificadas pelo Telescópio de Rádio Esférico de Abertura de Quinhentos metros (FAST) localizado na China.
É de conhecimento astronômico que o objeto intermitente, denominado GRS 1915+105, é composto por uma estrela regular orbitando um buraco negro estelar, um buraco negro que se formou após a morte de uma estrela massiva. À medida que a estrela orbita o buraco negro, parte de seu material é atraído para este ente cósmico. No entanto, nem todo o material é absorvido; parte dele é acelerada formando o jato que parece emanar de seus polos.
A equipe responsável pela observação postula que as variações mensuradas na energia do jato podem ser atribuídas ao desalinhamento entre a rotação do buraco negro e seu disco de acreção, o disco de matéria que ele está consumindo. Isso poderia fazer com que o jato oscilasse, assemelhando-se a um pião cósmico. Quando o jato se desvia, sua energia diminui e, uma fração de segundo depois, retorna ao normal à medida que o sistema roda de volta.
“O sinal peculiar apresenta um período aproximado de 0,2 segundos, ou uma frequência de cerca de 5 Hertz”, disse Wei Wang, professor de astrofísica na Universidade de Wuhan na China e principal autor da pesquisa. “Tal sinal não está sempre presente e só se manifesta sob condições físicas específicas. Nossa equipe teve a fortuna de capturar o sinal em duas ocasiões: em janeiro de 2021 e junho de 2022.”
GRS 1915+105 é categorizado pelos pesquisadores como um microquasar, uma versão estelar de um quasar. Quasares são núcleos galácticos extremamente luminosos que abrigam buracos negros supermassivos, milhões ou até bilhões de vezes mais massivos que o sol. Estes titãs cósmicos atraem matéria circundante devido à sua gravidade colossal. Parte desta matéria ultrapassa o horizonte de eventos do buraco negro, um ponto além do qual nem mesmo a luz pode escapar. No entanto, parte do material escapa desse destino e é direcionada aos polos do buraco negro, emanando no espaço na forma de jatos superenergéticos. Este fenômeno também ocorre em microquasares, mas em uma escala muito menor.
Denominadas oficialmente como oscilações quase-periódicas (QPO), as variações observadas em GRS 1915+105 nunca foram detectadas em ondas de rádio provenientes de tal buraco negro anteriormente. QPOs são fundamentais para compreender a física dos buracos negros e seus sistemas circundantes. Assim, esta observação do microquasar em mudança, situado a cerca de 28.000 anos-luz da Terra na direção da constelação de Águia, pode elucidar os hábitos alimentares de buracos negros menores.
Esta QPO, observada em ondas de rádio, pode ser a primeira evidência de variações em jatos desse tipo, mas a causa exata dessas oscilações ainda é incerta. “Em sistemas de buracos negros em acreção, os raios-X geralmente sondam o disco de acreção ao redor do buraco negro, enquanto a emissão de rádio geralmente investiga o jato lançado a partir do disco e do próprio buraco negro”, disse Bing Zhang, astrônomo da Universidade de Nevada e coautor da pesquisa. “O mecanismo detalhado para induzir a modulação temporal em um jato relativístico não é identificado, mas um mecanismo plausível seria que o jato está passando por uma precessão, o que significa que a direção do jato está regularmente apontando para diferentes direções e retorna à direção original a cada aproximadamente 0,2 segundos.”
Este efeito pode ser causado por um desalinhamento entre o eixo de rotação do buraco negro e o disco de gás e poeira luminosos e quentes ao seu redor. Isso ocorreria porque, à medida que o buraco negro estelar gira, ele arrasta consigo o próprio tecido do espaço-tempo, um fenômeno denominado efeito Lense-Thirring ou simplesmente arrasto de quadro.
“Outras possibilidades existem e observações contínuas deste e de outros microquasares galácticos trarão mais pistas para entender esses misteriosos sinais de QPO”, afirmou Zhang.
Fonte:
https://www.space.com/black-hole-jet-peculiar-radio-signal-brightness
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