Jatos de plasma de buraco negro brilham como faróis cósmicos

Um novo modelo de computador capta as linhas sinuosas de jatos de plasma que saem das bordas de um buraco negro. Aqui, uma simulação do chamado plasma relativístico sem colisão mostra a densidade de pósitrons, ou parceiros de antimatéria, a elétrons, perto de um buraco negro em rotação.Crédito: Kyle Parfrey et al./Berkeley Lab
Novas imagens impressionantes mostram como os buracos negros produzem jatos tremendamente brilhantes, com milhões de anos-luz de comprimento, que podem ser vistos através de vastas distâncias cósmicas. As imagens foram produzidas por uma simulação em computador e podem ajudar a resolver um mistério permanente sobre como os jatos se formam, disseram os pesquisadores por trás das imagens.
Apesar de seu apelido, buracos negros nem sempre são negros. Como um buraco negro consome um objeto, o gás e a poeira giram em torno da boca do gigante gravitacional, e o atrito pode aquecer o material nas bordas a temperaturas de queimadura. Este processo violento cria feixes de partículas carregadas que viajam para fora a velocidades próximas à da luz, emitindo radiação que pode brilhar mais do que uma galáxia inteira. 
"Eles são como raios laser que perfuram o universo e nos permitem ver buracos negros cuja emissão seria muito fraca para ser detectada", disse Alexander Tchekhovskoy, um astrofísico computacional da Northwestern University em Evanston, Illinois, à Live Science.
Mas os mecanismos complexos por trás desses jatos permanecem pouco compreendidos. Uma percepção potencial do problema vem do fato de que o material em torno de um buraco negro é transformado em plasma, um estado de matéria magneticamente quente, mas difuso e magnetizado. Os físicos há muito suspeitam que os campos magnéticos de alguma forma interajam com o tecido curvo do espaço-tempo em torno de um buraco negro giratório para dar origem aos jatos.
Usando modelos computadorizados altamente detalhados, Kyle Parfrey, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e seus colegas conseguiram simular como partículas carregadas próximas à borda de um buraco negro dão origem a torções e rotação de campos magnéticos, como relataram os pesquisadores. na revista  Physical Review Letters . 
Os cientistas também incorporaram informações da teoria da relatividade de Albert Einstein para modelar pares dessas partículas voando em órbitas especiais. Essas órbitas são sintonizadas exatamente da maneira correta, de modo que, se uma das partículas de um duo cair no buraco negro, seu parceiro diminuirá o zoom a uma velocidade ultra-rápida, impulsionando-se usando energia roubada do próprio buraco negro.
Qualquer objeto, até mesmo um saco de lixo, poderia ser lançado de uma nave espacial em uma dessas órbitas, e isso daria ao navio um poderoso impulso de energia, disse Tchekhovskoy, que não estava envolvido no trabalho.
Os novos métodos computacionais ajudarão os pesquisadores a estudar melhor as regiões de intensa corrente elétrica perto da borda de um buraco negro , o que pode estar relacionado aos raios X e gama vistos nos jatos, disse Parfrey à Live Science. Em seguida, a equipe deseja modelar de maneira mais realista o processo de geração dos pares de partículas carregadas. Isso permitirá que os astrônomos façam previsões melhores sobre as propriedades de um jato, disse Parfrey.
As descobertas também ajudarão os cientistas a interpretar os resultados de dois esforços, o Event Horizon Telescope e o GRAVITY, atualmente com o objetivo de fotografar a sombra projetada no material circundante pelo buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea, disse Parfrey.
Fonte: livescience.com

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