IXPE da NASA detalha formas de estruturas em buraco negro recém-descoberto

Em 2023, a Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço (NASA) revelou a detecção de um buraco negro no sistema estelar binário Swift J1727.8-1613, realizada por meio da sonda espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). 

Esta ilustração mostra a nave espacial IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA, em baixo à esquerda do centro, a observar à distância o recém-descoberto sistema binário Swift J1727.8-1613. No centro está um buraco negro rodeado por um disco de acreção, representado a amarelo e laranja, e uma coroa quente e instável, representada a azul. O buraco negro está a sugar gás da sua estrela companheira, vista atrás do buraco negro como uma esfera vermelha. Jatos de partículas superaquecidas e em movimento rápido fluem de ambos os polos do buraco negro.Crédito: Marie Novotná

Segundo a agência espacia, trata-se do primeiro buraco negro de massa estelar com essas características observado pelo IXPE. A equipe do IXPE publicou alguns estudos sobre o tema nas revistas científicas The Astrophysical Journal e Astronomy & Astrophysics.

A partir das observações, os pesquisadores conseguiram compreender melhor o disco de material cósmico que gira ao redor do buraco negro, além da região de plasma conhecida como coroa. Essas estruturas são essenciais para a dinâmica de um buraco negro, e o estudo pode proporcionar uma compreensão mais aprofundada sobre o tema.

A pesquisa indica que a região permaneceu, por algum tempo, mais brilhante do que a Nebulosa do Caranguejo, uma estrutura cósmica utilizada como referência para a medição do padrão de emissão de raios X.

Essas emissões foram causadas pela explosão de uma das estrelas; apesar de raramente apresentem um brilho tão intenso, não são incomuns em sistemas binários.

“Essa explosão evoluiu incrivelmente rápido. Desde nossa primeira detecção da explosão, o Swift J1727 levou apenas alguns dias para atingir o pico. Naquela época, o IXPE e vários outros telescópios e instrumentos já estavam coletando dados. Foi emocionante observar a explosão durante todo o seu retorno à inatividade”, disse a astrofísica Alexandra Veledina, pesquisadora da Universidade de Turku, na Finlândia.

O sistema binário Swift J1727.8-1613 e o buraco negro estão localizados a aproximadamente 8.800 anos-luz da Terra, uma distância relativamente próxima para o brilho da explosão.

Mas o que aconteceu exatamente? Quando sistemas binários possuem estrelas em diferentes estágios do ciclo de vida, a estrela mais velha passa por um processo em que o combustível em seu núcleo se esgota, o que a faz explodir em uma supernova.

Como resultado, podem surgir um buraco negro, uma anã branca ou uma estrela de nêutrons. No caso de Swift J1727, foi formado o buraco negro recém-descoberto. O estudo aponta que o brilho permaneceu intenso até o final de 2023.

A alta emissão de raios X ocorreu devido ao material que o buraco negro arrancou da outra estrela. Esse material também criou um disco de acreção e uma coroa, uma região de plasma extremamente quente; esse processo desempenha um papel crucial na emissão de raios X.

"Como a luz em si não consegue escapar da gravidade deles, não conseguimos ver buracos negros. Podemos apenas observar o que está acontecendo ao redor deles e tirar conclusões sobre os mecanismos e processos que ocorrem lá. O IXPE é crucial para esse trabalho", Veledina acrescenta.

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Fonte:  NASA