Buracos negros geram... piões cósmicos

Um balé cósmico acontece em torno de buracos negros, onde discos de matéria são formados sob o efeito de sua gravidade. Esses discos, chamados discos de acreção, produzem luz intensa e jatos de plasma.

Densidade (azul) e fator de Lorentz (laranja) visualizados. À direita, distribuição de densidade perto do buraco negro (círculo branco preenchido). Crédito: The Astrophysical Journal (2024). 

Um novo estudo revela que os discos de acreção ultraluminosos também podem oscilar como um pião à medida que o buraco negro gira. Esta descoberta levanta questões sobre a origem de certas flutuações cósmicas observadas.

Liderada pela Universidade de Tsukuba, a simulação hidrodinâmica permitiu modelar esta precessão para discos ultraluminosos. Este fenómeno, nunca antes observado nesta escala, demonstra a influência da rotação do buraco negro.

Esta oscilação poderia influenciar não só a direção dos jatos de plasma, mas também o brilho emitido por estes discos. As variações periódicas da luminosidade, até agora pouco compreendidas, encontrariam assim uma explicação na rotação do buraco negro. Buracos negros ultraluminosos geram radiação intensa , próxima do limite de Eddington. A simulação baseada na relatividade geral lança luz sobre o seu comportamento e abre caminho para novas investigações sobre estes objetos extremos.

Os investigadores planeiam comparar os seus resultados com dados observacionais de longo prazo para confirmar a rotação do buraco negro. Isto poderia fornecer pistas essenciais sobre a estrutura do espaço -tempo em torno destas estrelas. Estas descobertas prometem fornecer evidências cruciais sobre a relatividade geral e a física dos buracos negros, revelando a influência da sua rotação no cosmos.

O que é um disco de acréscimo?

Um disco de acreção se forma em torno de um objeto astronômico massivo, como um buraco negro, uma estrela de nêutrons ou uma estrela jovem. A matéria circundante, atraída pela gravidade, gira em torno deste objeto, formando um disco. À medida que esse material cai em direção ao objeto central, ele aquece e emite uma grande quantidade de energia na forma de luz e radiação. É um dos processos energéticos mais eficientes do Universo.

Os discos de acreção não estão limitados aos buracos negros. Eles também são observados em torno de estrelas em formação ou em sistemas binários onde uma estrela atrai matéria de sua companheira. Sua dinâmica depende da gravidade e da rotação do objeto central, bem como das forças que atuam sobre o gás e a poeira.

Qual é o limite de Eddington?

O limite de Eddington corresponde a um limite teórico de luminosidade que um objeto astronômico, como uma estrela ou um buraco negro, pode atingir sem expelir a matéria ao seu redor. Ocorre quando a pressão da radiação produzida pelo objeto se torna igual à força da gravidade que atrai a matéria em sua direção.

Quando este limite é excedido, a radiação empurra o material para fora, evitando maior acumulação. Este limite é crucial em discos de acreção, especialmente em torno de buracos negros, onde determina quanto material pode ser sugado antes que a radiação ejete o resto.

Fonte: techno-science.net