Os fortes campos magnéticos de um buraco negro supermassivo revelados sob uma nova luz

A  colaboração Event Horizon Telescope  (EHT) publicou novos resultados que descrevem pela primeira vez como a luz proveniente da borda do buraco negro supermassivo M87* espirala à medida que escapa à intensa gravidade do buraco negro, uma assinatura conhecida como polarização circular.

Uma simulação computacional de um disco de plasma ao redor do buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87. Uma nova análise da luz polarizada circularmente, ou em espiral, nas observações do EHT, mostra que os campos magnéticos perto do buraco negro são fortes. Esses campos magnéticos empurram a matéria que cai e ajudam a lançar jatos de matéria a velocidades próximas à da luz. Crédito: George Wong 

A maneira como o campo elétrico da luz prefere girar no sentido horário ou anti-horário enquanto viaja carrega informações sobre o campo magnético e os tipos de partículas de alta energia ao redor do buraco negro. O  novo artigo, publicado hoje no Astrophysical Journal Letters , apoia descobertas anteriores do EHT de que o campo magnético perto do buraco negro M87* é suficientemente forte para impedir ocasionalmente que o buraco negro engula matéria próxima.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) é o telescópio milimétrico/submilimétrico mais poderoso do mundo e um instrumento fundamental para o EHT. A luz em espiral no centro desta investigação compreende ondas de rádio de baixa frequência – luz que não pode ser vista pelo olho humano ou pelos telescópios ópticos, mas pode ser observada por muitos radiotelescópios, incluindo o ALMA, trabalhando em conjunto através do EHT.

“A polarização circular é o sinal final que procurámos nas primeiras observações do buraco negro M87 pelo EHT e foi de longe o mais difícil de analisar,” diz Andrew Chael, investigador associado da Iniciativa Gravidade da Universidade de Princeton, que coordenou o projeto.

“Estes novos resultados dão-nos a confiança de que a nossa imagem de um forte campo magnético que permeia o gás quente que rodeia o buraco negro é a correta. As observações sem precedentes do EHT estão a permitir-nos responder a questões de longa data sobre como os buracos negros consomem matéria e lançam jactos para fora das suas galáxias hospedeiras.”

“Os campos magnéticos que estamos a testemunhar com a polarização circular do M87* fortalecem os resultados da polarização linear publicados em 2021, mas ainda deixam espaço para melhorias.” reflete Hugo Messias, que lidera a equipa VLBI no ALMA.

"Esta luz circularmente polarizada que foi agora detectada é muito ténue, mas nos anos mais recentes, o EHT tem observado com mais estações e com sensibilidade melhorada, o que significa que a análise em curso irá provavelmente fornecer-nos novas dicas sobre os segredos em torno de M87*. "

Em 2019, o EHT divulgou a sua primeira imagem de um anel de plasma quente próximo do horizonte de eventos de M87*. Em 2021, os cientistas do EHT divulgaram uma imagem mostrando as direções dos campos elétricos oscilantes na imagem.

Conhecido como polarização linear, este resultado foi o primeiro sinal de que os campos magnéticos próximos ao buraco negro eram ordenados e fortes. As novas medições da polarização circular – que indicam como os campos eléctricos da luz espiralam em torno da direcção linear da análise de 2021 – fornecem provas ainda mais conclusivas destes fortes campos magnéticos. 

O ALMA forneceu dados e calibração para estes resultados e serviu como conjunto de antenas de referência para o EHT. Sem a sensibilidade muito maior do ALMA como antena de referência, a polarização circular não poderia ter sido detectada.

Fonte: Almaobservatory.org