O buraco negro e sua refeição

   

27/09/12 - 15:49
POR RAFAEL GARCIA

Jato de partículas (amarelo) lançado por buraco negro cercado de matéria (Ilustração: A. Broderick/Perimeter I.)

UMA DAS INICIATIVAS mais criativas e ambiciosas da astronomia dos últimos anos, o Event Horizon Telescope, começou a dar a luz de sua graça hoje. O projeto, que tem como objetivo fazer vários radiotelescópios espalhados pelo mundo funcionarem em conjunto, tem como meta final a de conseguir enxergar o buraco negro no centro da Via Láctea.
Para atingir esse objetivo, cientistas estão coordenando esforços em 11 diferentes observatórios pelo mundo, mas apenas três deles (dois na Califórnia e um no Havaí) já estão integrados. Um estudo publicado hoje, baseado em observações feitas com essa dessa configuração parcial do projeto, dá uma ideia do potencial que ele terá quando completo.
Investigando o centro ativo da galáxia M87, a 53 milhões de anos-luz de distância, o Event Horizon Telescope, conseguiu a mais precisa observação até agora da região em torno de um buraco negro gigante. Acredita-se que nossa própria galáxia, a Via Lactea, também tenham um objeto como esses no centro. A gravidade desses monstros cósmicos suga matéria, criando um redemoinho semelhante ao de um ralo absorvendo água. E a força com que a matéria se agrega em torno do buraco negro faz com que ele expulse parte dela emitindo jatos de partículas para fora.
Ao observar com precisão inédita os jatos de partículas no centro de M87, os radiotelescópios do projeto viram que ele é tão pequeno que só um buraco negro poderia estar fornecendo energia para tal. Foi um importante trabalho para confirmação da teoria de como os centros de galáxias ativos emitem seus jatos.
O estudo sobre a observação, liderado por Shep Doeleman, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), foi publicado hoje pela revista “Science”. O astrônomo mostra que o buraco negro está girando e que a matéria em torno dele gira no mesmo sentido, concentrando energia numa região extremamente pequena, para logo depois emitir o jato de matéria.
A imagem do fenômeno, capturada em ondas de rádio, foi divulgada apenas na forma de gráficos no estudo. Para saber se a observação estava de acordo com a teoria, a equipe fez uma simulação de computador, que produziu um resultado semelhante. Esta é a origem da imagem acima.
A próxima meta do projeto é tentar observar o buraco negro no centro da Via Láctea, onde será possível ver efetivamente seu contorno. Tentei explicar no vídeo abaixo como o projeto vai funcionar. 

Fonte: http://teoriadetudo.blogfolha.uol.com.br/2012/09/27/o-buraco-negro-e-sua-refeicao/

O nascimento dos superburacos negros

Novo modelo ajuda a explicar como surgiram esses colossos que habitam o centro das galáxias

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 194 - Abril de 2012

© INFOGRÁFICO TIAGO CIRILLO ILUSTRAÇÃO DRüM

Clique na imagem para ver o infográfico

Praticamente toda galáxia abriga, em seu coração, um gigantesco buraco negro, com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Nenhum objeto astrofísico conhecido pode originar uma aberração dessas, de forma que o segredo de sua origem se perde na aurora do Universo. Agora um novo modelo concebido por pesquisadores brasileiros pode ajudar a explicar o aparecimento e a evolução de criaturas tão importantes quanto misteriosas do zoológico cósmico.

Não é difícil fabricar um buraco negro qualquer. Toda estrela com massa suficientemente elevada, ao esgotar seu combustível, implode sob seu próprio peso e se torna um. Trata-se de um objeto cuja gravidade é tão intensa que nada pode escapar de sua superfície, nem a luz.

Acontece que as estrelas de maior massa conhecidas hoje têm cerca de 150 vezes a massa do Sol. Antes de virar um buraco negro, estrelas desse tipo – as gigantes azuis – explodem na forma de supernova e perdem boa parte de sua massa original. Na melhor das hipóteses, sobra um buraco negro com algumas dezenas de massas solares. Como chegar aos milhões de sóis dos buracos negros no centro das galáxias?

Para os astrofísicos Eduardo dos Santos Pereira e Oswaldo Miranda, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), em São José dos Campos, no interior paulista, circunstâncias especiais no passado cósmico teriam permitido o surgimento desses colossos. Em primeiro lugar, nos primórdios o Universo possibilitava a formação de estrelas bem maiores do que as de hoje. Essas estrelas de massa muito elevada seriam perfeitamente capazes de gerar as sementes dos atuais glutões galácticos, que, em bilhões de anos, aumentariam de massa engolindo objetos que caíssem em seu crescente campo gravitacional.

Esse processo conhecido como acreção já era mais ou menos visto como consenso entre os astrofísicos. Contudo, ele sempre foi usado com alguma arbitrariedade. “A questão do crescimento dos buracos por acreção sempre foi tratada de forma meio ad hoc”, diz Miranda. “Os pesquisadores determinam uma taxa de acreção de massa e a ajustam para atingir a massa que os buracos negros teriam de ter no presente.”

O grande salto do trabalho, publicado no final de 2011, foi demonstrar que é possível explicar o surgimento dos buracos negros de massa muito elevada a partir da taxa de formação estelar cósmica – um número que descreve quantas estrelas nascem, em média, a cada momento da vida do Universo. “Muita gente procurava esse vínculo que encontramos”, afirma Miranda.

Uma questão intrigante acerca dos superburacos negros é a relação deles com a formação das galáxias que habitam. Seriam eles as sementes em torno das quais as estrelas se agrupam? Ou a formação das galáxias induziria o surgimento do buraco negro no centro?

Coevolução

Aparentemente, a resposta é uma coevolução dos dois fenômenos, motivada por um terceiro elemento: a matéria escura. Halos dessa misteriosa componente – ela responde pela maior parte da matéria do Universo e só interage com as partículas convencionais por meio da força gravitacional – induziriam o surgimento de estrelas gigantescas no início do Cosmo e, mais tarde, aglomerariam a matéria circundante em seu interior, fornecendo os “tijolos” para a construção das galáxias. Nesse contexto, os buracos negros antecederiam a formação das galáxias, mas ambos evoluiriam sob influência da matéria escura.

O novo trabalho também indica que o crescimento dos buracos negros gigantes no centro das galáxias pode se dar de forma paulatina nos 13,5 bilhões de anos que se sucederam ao surgimento das primeiras estrelas. A maioria dos modelos anteriores sugeria a necessidade de um crescimento hiperacelerado, que não casava bem com o que se entendia dos mecanismos de acreção envolvidos.

Outra consequência importante é que, estabelecida a relação entre a taxa de formação estelar e o crescimento dos buracos negros gigantes, foi possível estimar o comportamento desses buracos negros no passado remoto. Essas previsões podem vir a ser confirmadas pela próxima geração de telescópios, como o James Webb, projetado pela Nasa para substituir o Hubble na próxima década.

“O modelo explica os observáveis, desde que os buracos negros sementes tenham mil massas solares. Esse é o problema”, avalia João Steiner, astrônomo da Universidade de São Paulo. Para ele, não está claro que o Universo primordial, mesmo com condições favoráveis ao surgimento de estrelas maiores, possa ter gerado buracos negros dessa magnitude.

Estrelas maiores podem ter surgido no passado distante em consequência da composição mais simples do Universo primordial. Logo após o Big Bang, quando as primeiras estrelas teriam se formado, os únicos elementos químicos disponíveis seriam o hidrogênio e o hélio. Átomos mais pesados – como oxigênio e carbono, essenciais à vida – só surgiriam mais tarde, depois que os primeiros astros começassem a explodir em supernovas. Com menos elementos pesados, que fragmentam as nuvens de gás reduzindo a chance de formar objetos de massa elevada, estrelas muito maiores que as atuais podem ter existido.

Mas seriam tão maiores assim? “Há uma esperança de que a resposta esteja aí”, diz Steiner. “Mas talvez seja só um desejo dos pesquisadores. Por que não se formam estrelas muito massivas, por exemplo, na Pequena Nuvem de Magalhães? Lá há uma metalicidade [presença de elementos pesados] quase primordial.” Para Miranda, na falta de exemplos observáveis, é preciso se apoiar em criações teóricas. “Simulações computacionais”, diz, “mostram que estrelas de 500 a mil massas solares seriam comuns no Universo primordial”.

Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/04/10/o-nascimento-dos-superburacos-negros/

Universo - Buraco Negro: Quem Veio Primeiro?

Neste programa, Mônica Teixeira entrevista o astrofísico João Evangelista Steiner, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, sobre os buracos negros especiais - aqueles que ocupam o centro das galáxias e também o centro das atenções do pesquisador Steiner nos últimos anos. 

Quem veio primeiro, perguntam-se os cientistas - os buracos negros, ou as galáxias?

ESO divulga a mais detalhada imagem da nebulosa Carina

Imagem do berçário de estrelas só foi possível porque telescópio opera com infravermelho

 

A nebulosa Carina é formada por poeira e gás que se fundem para formar novas estrelas (ESO / Divulgação)

As lentes de um dos telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) captaram imagens da nebulosa Carina, um berçário de estrelas supermassivas a 7.500 anos-luz da Terra, com o maior nível de detalhe já alcançado.

Nebulosas são nuvens gigantes de poeira e gás onde se formam novas estrelas. Cada galáxia, como a nossa Via Láctea, pode abrigar milhões de nebulosas. O fim da vida de estrelas que completaram seus ciclos espalha pelo cosmos o material que vai formar novas nebulosas. O nosso Sol e os planetas do Sistema Solar, por exemplo, se formaram há 4,6 bilhões de anos, graças ao pó que sobrou das primeiras estrelas, nascidas após o Big Bang e o início do Universo, há mais de 13 bilhões de anos. Nebulosas como a Carina fazem com que o Universo permaneça em constante transformação.

O ESO só conseguiu uma imagem tão detalhada da nebulosa porque o telescópio HAWK-I, responsável pelo registro, opera com infravermelho, a porção invisível do espectro eletromagnético. Como há muita poeira estelar no ambiente, a imagem do mesmo local sem a ferramenta é bem diferente, como é possível ver abaixo.

ESO

Nebulosa Carina vista sem o recurso infravermelho

Com o infravermelho, além das estrelas supermassivas e brilhantes, é possível ver milhares de outras estrelas com brilho mais tênue. 

A estrela que aparece na parte inferior esquerda da nova imagem é a Eta Carinae, um dos maiores e mais instáveis corpos celestes visíveis à partir da Terra. Já o brilhante aglomerado de estrelas no centro da foto chama-se Trumpler 14. Do lado esquerdo da imagem, há uma pequena concentração de estrelas amareladas que foram vistas pela primeira vez agora, graças à nova imagem.

Fonte: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/divulgada-foto-espetacular-de-nebulosa-carina

Astrônomos estão mais perto de obter foto inédita de buraco negro

RAFAEL GARCIA
DE WASHINGTON

Um projeto que está agrupando imagens do centro da Via Láctea obtidas por mais de 70 telescópios ao redor do mundo estima que em 2015 terá capacidade para atingir um feito sem precedentes: observar um buraco negro.

Batizado de Event Horizon Telescope, o plano começou a ser posto em prática em 2007 ainda sem perspectiva de quando --e se-- essa meta poderia ser atingida. Foi num encontro no Arizona, na semana passada, que astrônomos se deram conta de que o objetivo não está longe.

	Editoria de Arte/Folhapress

A meta dos cientistas é fotografar o buraco negro gigante que físicos acreditam existir no centro da nossa galáxia.
O movimento da matéria superaquecida nessa região leva a crer que ela abriga um objeto desses, com uma massa de 4 milhões de vezes a do Sol. Essa matéria tumultuada no centro da galáxia, porém, é difícil de ver.
A única maneira prática para se observar o núcleo da Via Láctea, na verdade, é com telescópios que detectam ondas de rádio, em vez de luz comum.
Como elas possuem uma frequência muito menor, atravessam concentrações de matéria com mais facilidade e chegam até a periferia da galáxia, onde fica a Terra.
Um único radiotelescópio, porém, não conseguiria ver tão distante. "Seria como tentar observar uma laranja na superfície da Lua", diz Dan Marrone, da Universidade do Arizona, um dos coordenadores do projeto.
A ideia, então, é agrupar dados de 11 arranjos diferentes de radiotelescópios no Chile, na Califórnia, no Havaí, na Espanha, no México, na França e no Arizona.
Juntos, eles conseguirão ter sensibilidade suficiente para enxergar a sombra do "horizonte de eventos" do buraco negro, a região onde ele começa a engolir a luz.
"Os primeiros dados, com parte dos telescópios, sugerem que há no centro da galáxia uma estrutura menor do que pensávamos. Ainda assim, é grande o suficiente para que o projeto consiga vê-la no futuro", diz Marrone.

Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/1041277-astronomos-estao-mais-perto-de-obter-foto-inedita-de-buraco-negro.shtml

Uma lâmpada de raios X: disco de gás ao redor de buraco negro acende a cada sete dias

Marcos Pivetta

Edição Impressa 190 - Dezembro 2011 

© fotos eso; Gemini observatory; baseado em arte de jáderson schimoia

Em 1991 a astrofísica gaúcha Thaisa Storchi Bergmann descobriu um disco de matéria, uma nuvem achatada de gás ionizado, que gira em torno do buraco negro situado no centro da NGC 1097, uma bela galáxia espiral da constelação de Fornax, distante 45 milhões de anos-luz da Terra. Durante uma década, a pesquisadora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) observou uma vez por ano a galáxia e constatou que o disco de gás não era uniforme. A nuvem continha um braço espiral que, a cada cinco anos e meio, dava uma volta completa em torno do buraco negro. A astrofísica também verificou que, por vezes, o disco se tornava mais brilhante do que o usual. Esses picos de luminosidade foram interpretados como sendo decorrentes de o buraco negro ter, nesses momentos, engolido mais matéria proveniente da nuvem, em razão de talvez haver ali uma maior densidade ou quantidade de gás para ser sugado.

Novas observações feitas com o telescópio Gemini Sul, situado em Cerro Pachon, no Chile, entre o final do ano passado e o início de 2011, corrigiram a periodicidade em que ocorre o ciclo da volta completa do braço espiral para um intervalo de um ano e meio e identificaram uma segunda variação na luminosidade do disco ao redor do buraco negro da galáxia – desta vez com uma frequência temporal muito menor, da ordem de uma semana. As emissões em raios X da parte mais interna da nuvem gasosa, mais quente e que envolve diretamente o buraco negro, variam em questão de dias, como se fosse uma lâmpada, e o clarão se irradia do centro para as bordas do disco. Como demora cerca de uma semana para a luz viajar do centro para a periferia da nuvem, o tamanho do raio do disco de matéria deve ser de sete dias-luz. “Só conseguimos perceber essa variação porque fizemos observações semanais da galáxia durante três meses seguidos”, diz Thaisa. Ao lado de colaboradores do Brasil e do exterior, entre os quais o aluno de mestrado Jáderson Schimoia, ela submeteu um artigo em que descreve o fenômeno a uma revista científica.

Uma analogia com objetos do dia a dia facilita a visualização do fenômeno. O sistema buraco negro mais disco de gás gravitacionalmente mantido ao seu redor pode ser comparado às partes de um velho álbum de músicas gravadas no vinil, o long play (LP). O buraco negro equivaleria ao furo na bolacha sonora. A porção mais interna do disco de gás seria o selo de papel no centro do LP. A mais externa se assemelharia à grande região negra do vinil, onde estão registradas as músicas, que nasce colada ao selo e vai até as bordas do disco.

A comparação é útil, mas não é perfeita. O LP é um disco em que todas as partes possuem a mesma espessura. O disco de matéria da NGC 1097 apresenta irregularidades. Sua região central (o selo do vinil) é mais grossa, mais gordinha, do que os setores mais afastados do buraco negro. Tecnicamente, possui a forma de um toroide, uma figura que lembra um pneu ou biscoito com um furo no meio. “É como se essa rosquinha fosse uma lâmpada de alta energia fixada num poste que se encontra um pouco mais elevado do que o resto do disco de gás”, compara Thaisa. “Ela se acende ou se intensifica em função da quantidade de gás que cai no buraco negro.”

No estudo, os pesquisadores analisaram dados obtidos pelo Gemini referentes à chamada linha espectral H-alfa, a emissão de energia mais intensa e visível do átomo de hidrogênio, proveniente da zona periférica do disco. Concluíram que a variação de emissão nessa região se devia à reverberação da luminosidade originada na “rosquinha”. Não se sabe exatamente por que a lâmpada pisca em intervalos de sete dias, mas esse evento provavelmente tem a ver com as variações na quantidade de matéria sugada pelo buraco negro. “Ele estava acostumado com um regime de captura de gás e, de repente, se viu obrigado a engolir mais matéria”, compara o astrofísico brasileiro Rodrigo Nemmen, outro autor do trabalho, que faz pós-doutoramento no Goddar Space-Flight Center, da Nasa.

Como se sabe, não é possível observar de forma direta um buraco negro, uma região do espaço tão densa e compactada, dotada de um enorme campo gravitacional, da qual nada escapa, nem a luz. Mas um objeto com essas características fornece pistas indiretas de sua presença. Quando se descobre uma fonte misteriosa de radiação, em especial de raios X, num ponto do Universo, como o centro de uma galáxia ativa, uma das possíveis explicações para o fenômeno é a existência de um buraco negro. Pouco antes de ser tragada pelo campo gravitacional do buraco negro, a matéria do disco de gás se encontra tão aquecida que libera energia na forma de radiação. Portanto, quando ocorre um pico de absorção de matéria, é esperado que a região mais interna do disco, a lâmpada, aumente sua luminosidade e reverbere essa energia extra para suas bordas. 

Conhecer o tempo que a luz demora para viajar da parte mais central para a periferia de uma nuvem de gás permite obter uma estimativa da dimensão do disco de matéria independentemente de outros modelos teóricos. “Tendo a dimensão do disco e a velocidade do gás em torno do mesmo, que inferimos a partir de emissões ópticas e pode chegar a 10 mil quilômetros por segundo, podemos obter a massa do buraco negro”, explica Thaisa. Por meio dessa abordagem alternativa, os astrofísicos brasileiros recalcularam esse parâmetro do buraco negro no centro da NGC 1097. Deu um resultado da ordem de 100 milhões de massas solares, número que bateu com estimativas feitas por outras técnicas.

Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=4578&bd=1&pg=1&lg=

Astrônomos localizam 'jantar' de buraco negro

Astrônomos do ESO (Observatório Europeu do Sul), instalado no Chile, localizaram uma nuvem de gás com várias vezes a massa da Terra que se aproxima rapidamente de um buraco negro no centro da Via Láctea.

Esta é a primeira vez que se acompanha a aproximação de uma nuvem a um buraco negro supermassivo. Um artigo sobre as observações será publicado na edição de 5 de janeiro de 2012 da revista "Nature".

	ESO/Divulgação
	Ilustração da nuvem de gás que está movimentando em direção a um buraco negro

A nuvem foi detectada com o auxílio do Very Large Telescope por uma equipe de astrônomos liderada por Reinhard Genzel (Instituto Max Planck para a Física Extraterrestre, na Alemanha).

A nuvem de poeira é formada por gás ionizado com uma massa de cerca de três vezes a da Terra. A sua atual densidade é muito maior do que o gás quente que rodeia o buraco negro.

No entanto, à medida que a nuvem se aproxima do buraco esfomeado, a pressão externa aumentará até comprimi-la. Ao mesmo tempo, a grande força do buraco negro continuará a acelerar o movimento em direção a seu interior.

Espera-se que a nuvem se desfaça completamente. Atualmente existe pouco material próximo do buraco negro, por isso a refeição recém-chegada será o combustível dominante do buraco negro durante os próximos anos.

Uma explicação para a formação da nuvem é que o material que a compõe possa ter vindo de estrelas jovens de grande massa que se encontram nas proximidades e que perdem massa muito rapidamente devido a ventos estelares. 

Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/1021889-astronomos-localizam-jantar-de-buraco-negro.shtml

Cientistas descobrem os maiores buracos negros do Universo no centro de galáxias próximas

Montagem sobre imagem de telescópio ilustra o imenso tamanho do buraco negro no centro da galáxia NGC 3842 (no detalhe do alto) e a comparação de seu horizonte de eventos com o tamanho do Sistema Solar (no detalhe inferior) PETE MARENFELD / Nature

Monstros cósmicos têm 10 bilhões de vezes a massa do Sol

RIO – Os buracos negros gigantescos que habitam os núcleos galácticos têm fascinado cientistas, escritores de ficção científica e o público em geral desde que foram propostos pela primeira vez, há quatro décadas. Com sua existência comprovada nos últimos 15 anos, esses verdadeiros monstros cósmicos, com alguns bilhões de vezes a massa do Sol, são um fator importante na compreensão de como as galáxias evoluem. O núcleo da Via Láctea, por exemplo, tem o seu, embora não tão massivo, e na semana passada pela primeira vez astrônomos divulgaram ter conseguido desnudar todas as características básicas para descrever esses estranhos objetos previstos pela Teoria da Relatividade de Einstein.

Os buracos negros gigantes foram citados pela primeira vez para explicar a intensa radiação emitida por galáxias ativas conhecidas como quasares. Esses objetos são numerosos a grandes distâncias da Terra, a mais de 6 bilhões de anos-luz, numa época que o Universo tinha menos da metade da idade de hoje. Acredita-se que suas emissões são os últimos sinais dados pelo gás e matéria acelerados enquanto mergulham nos buracos negros em seu centro.

Como hoje há menos gás livre do que nos primórdios do Universo, tendo sido usado em grande parte para formar estrelas, não há quasares em nossa vizinhança cósmica. Apesar disso, os cientistas acreditam que os buracos negros gigantes similares aos responsáveis pela energia dos quasares ainda habitam adormecidos os núcleos de galáxias próximas.

Até recentemente, porém, o maior buraco negro conhecido, no centro da galáxia Messier 87, teve seu tamanho calculado em 6,3 bilhões de massas solares. Embora grande, ele não era enorme o suficiente para explicar a intensa radiação dos quasares mais brilhantes. Diante disso, os astrofísicos Nicholas J.McConnell e Chung-PeiMa, da Universidade da Califórnia em Berkeley, e colegas decidiram buscar outros exemplos em galáxias relativamente próximas da Terra.

Segundo os cientistas, as melhores candidatas a abrigar esses buracos negros supermaciços são galáxias elípticas gigantes no centro de aglomerados. Como aranhas em uma teia, essas galáxias estão bem no poço gravitacional destes aglomerados galácticos, algumas das maiores estruturas conhecidas do Universo, alimentando seus buracos negros com material delas próprias e roubado das galáxias e estrelas vizinhas.

Os pesquisadores então decidiram apontar dois dos maiores telescópios do mundo – o Gemini North e o Keck 2, no Havaí – para as galáxias NGC 3842 e NGC 4889, ambas em aglomerados a cerca de 100 megaparsecs (3,26 bilhões de anos-luz). Com ajuda ainda de observações do telescópio espacial Hubble, eles calcularam que a NGC 3842 abriga um buraco negro com cerca de 9,7 bilhões de massas solares em seu núcleo, com a NGC 4889 tendo um objeto de tamanho semelhante ou até maior, passando dos 10 bilhões de massa solares, fazendo deles os maiores destes monstros cósmicos conhecidos atualmente, informam na edição desta semana da revista “Nature”.

Leia mais sobre esse assunto em http://oglobo.globo.com/ciencia/monstros-cosmicos-tem-10-bilhoes-de-vezes-massa-do-sol-3385002#ixzz1fgrTAYX7

HUBBLE OBSERVA DIRECTAMENTE O DISCO EM TORNO DE UM BURACO NEGRO

Esta imagem mostra um quasar ampliado gravitacionalmente por uma galáxia no pano da frente, que pode ser vista como uma forma ténue em torno das duas imagens brilhantes do quasar.

Crédito: NASA, ESA e J.A. Muñoz (Universidade de Valência)

(clique na imagem para ver versão maior)

Este diagrama mostra como o Hubble é capaz de observar um quasar, um disco brilhante de matéria em torno de um distante buraco negro, embora este esteja normalmente demasiado longínquo para ver sem ajuda de lentes gravitacionais.

Crédito: NASA, ESA

(clique na imagem para ver versão maior)

Uma equipa de cientistas usou o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para observar um disco de acreção de um quasar - um brilhante disco de matéria que está lentamente a ser sugada para o buraco negro central da sua galáxia. O seu estudo faz uso de uma nova técnica que usa lentes gravitacionais para dar um grande aumento de poder ao telescópio. A incrível precisão do método permitiu aos astrónomos medir directamente o tamanho do disco e traçar a temperatura ao longo de partes diferentes do disco. Estas observações mostram um nível de precisão equivalente a avistar grãos individuais de poeira na superfície da Lua.

Embora os próprios buracos negros sejam invisíveis, as forças que libertam provocam alguns dos fenómenos mais brilhantes do Universo. Os quasares - diminutivo para objectos quasi-estelares - são discos brilhantes de matéria que orbitam buracos negros supermassivos, aquecendo e emitindo radiação extremamente brilhante à medida que o fazem.

"O disco de acreção no quasar tem um tamanho normal de alguns dias-luz, ou aproximadamente 100 mil milhões de quilómetros de diâmetro, mas situam-se a milhares de milhões de anos-luz de distância. Isto significa que o seu tamanho aparente, quando visto da Terra, é tão pequeno que provavelmente nunca teríamos um telescópio suficientemente poderoso para ver a sua estrutura directamente," explica Jose Muñoz, o líder científico deste estudo.

Até agora, o pequeníssimo tamanho aparente dos quasares significava que a maioria do nosso conhecimento da sua estrutura interna era baseada em extrapolações teóricas, e não através de observações directas.

A equipa usou por isso um método inovador de estudar o quasar: usando as estrelas numa galáxia interveniente, como um microscópio, para observar características no disco do quasar que de outro modo seriam demasiado pequenas de observar. À medida que estas estrelas se movem em frente da luz do quasar, os efeitos gravitacionais ampliam a luz de diferentes partes do quasar, proporcionando informações detalhadas de uma linha que atravessa o disco de acreção.

A equipa observou um grupo de distantes quasares graças a lentes gravitacionais alinhadas a outras galáxias no pano da frente, produzindo algumas imagens do quasar.

Avistaram diferenças subtis em cor entre as imagens, e mudanças em cor ao longo do tempo das observações. Parte destas diferenças de cor são provocadas pelas propriedades da poeira nas galáxias intervenientes: a luz oriunda de cada uma das imagens ampliadas seguiu um percurso diferente pela galáxia, por isso as várias cores encapsulam informação acerca do material dentro da galáxia. A medição do modo como a poeira dentro destas galáxias bloqueia a luz (conhecido dos astrónomos como a lei da extinção) a tais distâncias é só por si um resultado importante do estudo.

Para um dos quasares estudados, no entanto, existem sinais claros que as estrelas na galáxia interveniente estavam a passar através do percurso da luz do quasar. À medida que o efeito gravitacional da galáxia interveniente distorcia e ampliava a luz do quasar, também as estrelas desta galáxia distorciam subtilmente e ampliavam a luz de partes diferentes do disco de acreção à medida que passavam pelo percurso da luz do quasar.

Ao registar a variação em cor, a equipa foi capaz de reconstruir o perfil de cores ao longo do disco de acreção. Isto é importante porque a temperatura de um disco de acreção aumenta com a proximidade ao buraco negro, e as cores emitidas pela matéria quente tornam-se mais azuladas quanto mais quentes forem. Isto permitiu à equipa medir o diâmetro do disco de matéria quente, e traçar a temperatura a distâncias diferentes do centro.

Descobriram que o disco mede entre quatro e onze dias-luz e diâmetro (aproximadamente 100 a 300 mil milhões de quilómetros). Embora esta medição mostre grandes incertezas, é mesmo assim extremamente precisa para um pequeno objecto a esta enorme distância, e o método mostra grande potencial para um crescimento na sua precisão futuramente.

"Este resultado é muito relevante porque significa que somos agora capazes de obter dados observacionais da estrutura destes sistemas, em vez de nos basearmos apenas na teoria," afirma Muñoz. "As propriedades físicas dos quasares não são ainda bem compreendidas. Esta nova capacidade de obter medições observacionais abre por isso uma nova janela para melhor compreender a natureza destes objectos."

Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2011/11/8_quasar_lente_gravitacional.htm

Astrônomos revelam a aparência e a anatomia de um buraco negro

Esta é a representação artística mais completa já feita de um buraco negro gigante, que pela primeira vez foi observado desde o infravermelho até os raios gama.[Imagem: NASA/M. Weiss(Chandra X-ray Center)]

Super buraco negro

Uma frota de observatórios e telescópios espaciais, incluindo o XMM-Newton e o Integral, descreveram com um detalhamento nunca antes atingido o que se passa nas proximidades de um buraco negro supermassivo.

O estudo revelou que enormes "projéteis" de gás afastam-se velozmente do "monstro gravitacional".

O buraco negro em estudo fica no coração da galáxia Markarian 509, a 500 milhões de anos-luz. Este buraco negro é colossal, com 300 milhões de vezes a massa do sol, tornando-se cada vez maior à medida que vai se alimentando da matéria ao seu redor.

O Markarian 509 foi escolhido por já se saber que o seu brilho varia, uma indicação de que o fluxo de matéria para o buraco negro é turbulento. A radiação desta região interior desencadeia um fluxo de gás para fora do buraco negro.

Fotografia completa de um buraco negro

O buraco negro foi monitorado durante 100 dias. "O XMM-Newton liderou estas observações em virtude da sua vasta cobertura de raios X, além da câmara de monitoramento óptica," disse Jelle Kaastra, do Instituto SRON, na Holanda, que coordenou a equipe internacional de 26 astrônomos de 21 institutos em quatro continentes que conduziu estas observações.

Além do XMM-Newton e do Integral, da ESA, foram usados o Telescópio Hubble, os satélites da NASA Chandra e Swift, e os telescópios de terra WHT e PARITEL.

Em conjunto, estes instrumentos ofereceram uma cobertura em termos de comprimento de onda sem precedentes: desde o infravermelho, passando pelo visível, ultravioleta, raios X e até à banda dos raios gama.

Durante a campanha de observação, a galáxia superou o previsto: em lugar das flutuações no brilho da ordem dos 25%, a variação saltou para 60% na banda dos raios X, o que indica a ocorrência de uma perturbação maior no escoamento do gás no buraco negro.

Galáxia ativa Markarian 509, vista em visível pelo Telescópio Hubble, que pela primeira vez teve sua "cara" e sua anatomia reveladas em uma super campanha de observações astronômicas. [Imagem: NASA/ESA/J. Kriss(STScI)/J. de Plaa(SRON)]

Anatomia do buraco negro

As observações vieram mostrar que o escoamento consiste em projéteis gigantes, ejetados a milhões de quilômetros por hora. Os projéteis são arrancados de um reservatório de matéria, prestes a cair no buraco negro.

A surpresa é que o reservatório está situado a mais de 15 anos-luz do buraco negro. Muito mais distante do que aquilo que os astrônomos julgaram ser possível para o horizonte de eventos.

"A origem deste gás que escapa tem sido tema de discussões em astronomia já há algum tempo," diz Kaastra.

O reservatório de gás empoeirado tem a forma de um biscoito (um anel grosso, ou toroide) que envolve o buraco negro. A matéria entra em espiral na direção do buraco negro, criando um disco de acreção no qual o gás se comporta como a água escoando pelo ralo de uma pia.

Disco de acreção

As observações mostraram também que o disco de acreção apresenta uma "pele" de gás com uma temperatura de milhões de graus. É daqui que vêm os raios X e raios gama que empurram o gás mais distante para fora.

"Os resultados reforçam a importância de manter observações a longo prazo e campanhas de monitoração para se ganhar uma compreensão mais profunda de objetos astrofísicos variáveis. O XMM-Newton passou por todas as necessárias mudanças organizacionais para permitir estas observações, agora o esforço compensou," disse Norbert Schartel, cientista da ESA para o XMM-Newton.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=anatomia-buraco-negro&id=020130111003&ebol=sim

Buraco negro 'mata' estrela gigante e lança raios gama na Via Láctea

 Estrela é 'engolida' após contato com buraco negro. (Foto: Mark A. Garlick / Universidade de Warwick)

Um estudo feito por astrônomos britânicos revelou como a destruição de uma estrela pode ter causado uma das maiores explosões já registradas no Universo. A descoberta é tema da edição desta semana da revista "Science" e foi divulgada nesta quinta-feira (16).

  Os cientistas da Universidade de Warmick acreditam que o astro foi aniquilado ao entrar em contato com um buraco negro há 3,8 bilhões de anos. O resultado do encontro foi a emissão de dois feixes de raios gama (veja figura abaixo), um deles liberado na direção da Via Láctea.

A explosão - que recebeu o nome de Sw 1644+57 - ocorreu no centro de uma galáxia localizado na direção da constelação do Dragão, típica nos céus no hemisfério norte da Terra.

Ilustração mostra como teria sido a emissão dos raios gama após a explosão de uma estrela gigante.
(Foto: Mark A. Garlick / Universidade de Warwick)

  O fenômeno só pôde ser conhecido agora pois a Via Láctea estava no caminho quando o feixe de raios gama chegou até o nosso planeta, após atravessar a distância de 3,8 bilhões de anos-luz.
Para o estudo, os astrônomos usaram informações do Telescópio Espacial Hubble, do satélite Swift, da Nasa, e do Observatório Chandra, especializado em raios x. A explosão foi detectada pela primeira vez em 28 de março e foi monitorada desde então, já que a emissão dos raios gama ainda não parou de acontecer.

Fonte: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2011/06/buraco-negro-mata-estrela-gigante-e-lanca-raios-gama-na-lactea.html

Astrônomos registram jatos de partículas saindo de buraco negro

Imagem do buraco negro foi obtida com radiotelescópios distribuídos em pontos da África do Sul, Chile e Antártida

  A Centaurus A é uma das galáxias que mais emitem ondas de rádio e, por isto, aparece como um dos objetos mais brilhantes nos radiotelescópios.

A grande emissão de energia de galáxias como Centaurus A ocorre por causa dos gases que são engolidos pelo buraco negro, e parte deles é ejetada de volta, na forma de jatos que se concentram ao redor do buraco negro, no centro da galáxia.

Imagens mais detalhadas dos jatos podem ajudar os astrônomos a determinar como eles se formam. O pesquisador Mathias Kadler, da Universidade de Wuerzburg, na Alemanha, espera que as descobertas do Tanami ajudem a explicar o fenômeno.

Segundo ele, esta radiação é bilhões de vezes mais energética do que a registrada pelos radiotelescópios, e não se sabe exatamente de onde ela se origina. 

Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/918651-astronomos-registram-jatos-de-particulas-saindo-de-buraco-negro.shtml