Astrónomos desenvolvem novo método para tirar a temperatura dos buracos negros

 Impressão de artista de um buraco negro frio e massivo no centro de uma galáxia, com 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol, aquecendo o seu ambiente a milhares de graus, em comparação com um buraco negro mais pequeno e superaquecido, com 10 vezes a massa do nosso Sol, mas capaz de aquecer o seu ambiente a milhões de graus. Crédito: Gabriel Pérez Diaz, SMM-IAC

Uma equipe internacional de investigação dirigida por investigadores do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) descobriu um novo método para medir as massas de buracos negros com base na temperatura do gás que os rodeia quando estão ativos. Os resultados do trabalho foram recentemente publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

A confirmação da existência dos buracos negros é um dos resultados mais básicos da astrofísica. Os buracos negros têm uma vasta gama de massas, desde buracos negros de massa estelar, que são o resultado da catastrófica fase final de estrelas muito massivas e têm massas comparáveis à das estrelas, a buracos negros supermassivos nos centros da maioria das galáxias. 

A massa de um buraco negro é, de momento, o único parâmetro que os cientistas são capazes de medir. Um artigo recente liderado por Almudena Prieto, investigadora no IAC, mostrou um método original para medir a massa dos buracos negros, desde os de massa estelar até ao tipo supermassivo, baseado numa simples medição do espectro de emissão do gás ionizado que é produzido nas imediações de um buraco negro quando este está ativo, ou seja, quando está a "engolir" a matéria que cai no seu campo gravitacional. 

Este novo método é baseado numa teoria proposta pela primeira vez em 1973, aplicada a sistemas binários que emitem raios-X, que contêm um objeto compacto, geralmente um buraco negro, e uma estrela companheira. "Este método abre uma nova possibilidade de medir massas de buracos negros, para buracos negros de massa estelar e também para massas intermédias e buracos negros supermassivos," explica a investigadora. "Ao mesmo tempo, graças à sua base teórica, o novo método fornece a possibilidade de determinar a rotação de um buraco negro, bem como a sua massa." 

Quanto mais pequeno, mais quente, quanto maior, mais frio 

A investigação também deu alguns resultados que surpreenderam os investigadores. "Um resultado curioso deste trabalho, talvez contraintuitivo, é que quanto mais massivo é o buraco negro, mais inativo se torna e mais frio é o meio que o envolve," explica Albert Rodríguez Ardilla, investigador do Laboratório Nacional de Astrofísica do Brasil, coautor do artigo científico. "O contrário ocorre quando têm menos massa, caso em que são capazes de aquecer o material à sua volta a milhões de graus, embora apenas quando estão ativos," acrescenta Rodríguez Ardilla. 

Rodríguez Ardilla foi um investigador convidado do IAC no Programa Severo Ochoa em 2014, e realizou uma grande parte da investigação que foi publicada neste artigo recente durante uma segunda estadia de um ano, financiada pelo Governo do Brasil em 2018. Este estudo faz parte do projeto PARSEC que estuda, em vários comprimentos de onda, os núcleos de galáxias locais e os processos de acreção nos seus buracos negros centrais. Os dados para o projeto foram obtidos com o Telescópio Gemini Sul e no Observatório SOAR (Southern Astrophysical Research) no Chile, graças à participação do Brasil nestes observatórios.

Fonte: ccvalg.pt