XRISM revela os primeiros segredos escondidos por supernovas e buracos negros

Os segredos do Universo continuam a ser revelados. As primeiras observações do telescópio XRISM mudam a nossa visão da matéria em torno dos buracos negros e das supernovas, revelando detalhes anteriormente inacessíveis. 

(a) Imagem Xtend do N132D obtida com observação em modo de janela inteira, a cor corresponde à intensidade. As “lacunas” são devidas às linhas de injeção de carga. (b) Imagem Xtend obtida com observação no modo janela 1/8. Vermelho, verde e azul correspondem a 0,3–0,5 keV, 0,5–1,75 keV e 1,75–10 keV, respectivamente.

Lançado em 2023, o XRISM é um projeto conjunto da JAXA, NASA e ESA. Os seus primeiros dados estão a abalar a nossa compreensão dos objetos mais violentos do cosmos. Ao analisar raios X, ele pode sondar áreas onde reinam plasmas em chamas.

A primeira descoberta significativa diz respeito ao resíduo da supernova N132D que explodiu há 3.000 anos, localizada na Grande Nuvem de Magalhães, a 160.000 anos-luz de distância. Ao contrário das suposições de uma bolha simples, o XRISM revelou uma estrutura complexa e em rápida expansão em forma de donut. Este plasma move-se a 1200 km/s, a uma temperatura vertiginosa de 10 mil milhões de graus. Para efeito de comparação, o núcleo do nosso Sol está a 15 milhões de graus.

Esses elementos são essenciais para a compreensão do processo de dispersão de materiais pesados, como o ferro, no espaço interestelar. Estas substâncias desempenham um papel fundamental na formação de novas gerações de estrelas. Antes do advento do XRISM, era impossível aceder a dados tão precisos sobre estes fenómenos.

O telescópio também investigou o buraco negro supermassivo na galáxia NGC 4151, a 62 milhões de anos-luz de distância, cuja massa é 30 milhões de vezes a do Sol.

Usando raios X, os pesquisadores mapearam a matéria que gira em torno do buraco negro. Eles descobriram discos de acreção e um toro de poeira e gás, elementos essenciais para a compreensão do crescimento dos buracos negros. Antes de ser engolida pelo buraco negro, a matéria que o rodeia move-se gradualmente para dentro, até uma distância de 0,001 anos-luz (a distância entre Urano e o Sol).

A espectroscopia utilizada pelo XRISM permite observar os movimentos dos átomos de ferro em escalas sem precedentes. Ao estudar este material, os pesquisadores esperam desvendar os segredos da evolução das galáxias.

Estas primeiras descobertas marcam o início de uma nova era de observações. O XRISM planeja escanear mais de uma centena de objetos celestes nos próximos anos, prometendo revelações sobre fenômenos cósmicos.

O que é um buraco negro supermassivo?

Um buraco negro supermassivo é um objeto celeste extremamente denso com uma massa equivalente a milhões ou mesmo bilhões de vezes a do Sol. Geralmente se forma no coração das galáxias e exerce uma atração gravitacional tão forte que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar.

Esses gigantes absorvem ativamente a matéria circundante, principalmente na forma de gás e poeira. Este processo forma um disco de acreção em torno do buraco negro, onde a matéria aquece até temperaturas extremas, emitindo radiação poderosa como os raios X. Os astrónomos utilizam estas emissões para observar indiretamente os buracos negros.

Um buraco negro supermassivo desempenha um papel essencial na evolução da sua galáxia hospedeira. Ao acumular matéria, influencia o seu ambiente através de jatos de partículas e energia, que podem retardar ou estimular a formação de estrelas próximas.

Qual é o horizonte de eventos em um buraco negro?

O horizonte de eventos é a fronteira de um buraco negro além do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Este limite marca o ponto onde a força gravitacional se torna tão forte que a velocidade de escape excede a da luz.

Ao cruzar o horizonte de eventos, toda a matéria é irremediavelmente atraída para a singularidade, onde as leis da física clássica não se aplicam mais. A extrema distorção do espaço-tempo torna impossível qualquer retorno ou transmissão de informação para o exterior.

Como a gravidade afeta o tempo perto de um buraco negro?

A gravidade de um buraco negro retarda o tempo próximo ao horizonte de eventos. Este fenômeno, denominado dilatação do tempo gravitacional , é previsto pela relatividade geral de Einstein . Quanto mais nos aproximamos do buraco negro, mais o tempo parece desacelerar em comparação com um observador distante.

À medida que o horizonte de eventos se aproxima, o tempo para um observador externo parece parar, embora na realidade, para o objeto em queda, o tempo continue normalmente. Esta distorção temporal mostra a profunda influência dos campos gravitacionais no tempo.

Fonte: techno-science.net