Astronomia e Universo

Os buracos negros no início do Universo parecem ter crescido muito mais rápido do que os cientistas acreditavam. Visualização computacional mostrando buracos negros bebês crescendo em uma galáxia jovem do início do Universo. Crédito: Dr. John Regan   Os astrônomos têm se esforçado há muito tempo para explicar como os buracos negros se tornaram enormes tão cedo na história do Universo. Observações mostram que alguns atingiram proporções supermassivas em um piscar de olhos cósmico, levando os cientistas a buscar um mecanismo poderoso o suficiente para impulsionar um crescimento tão rápido. Uma nova pesquisa da Universidade de Maynooth (MU), na Irlanda, publicada na Nature Astronomy , oferece uma explicação convincente. O estudo sugere que o Universo primordial era muito mais violento e imprevisível do que se supunha anteriormente. Nesse ambiente turbulento, pequenos buracos negros formados logo após o Big Bang estavam cercados por vastas quantidades de gás denso, o que lhes permi...

Como uma galáxia pode morrer tão cedo na história do Universo? Os astrônomos estão particularmente intrigados com essas galáxias massivas que, embora jovens, parecem ter parado completamente de formar estrelas. Por trás dessa aparente tranquilidade, processos internos muito ativos frequentemente levam ao seu desaparecimento prematuro. A jovem galáxia GS-10578, observada pelo JWST, está sendo esvaziada de gás por seu buraco negro supermassivo. Crédito: Colaboração JADES Recentemente, uma equipe de pesquisadores concentrou sua atenção na galáxia GS-10578, apelidada de "Galáxia de Pablo" em homenagem ao astrônomo que a estudou detalhadamente. Ela está localizada a uma distância tão grande que sua luz viajou por cerca de 11 bilhões de anos para chegar até nós. Portanto, a vemos como era logo após o Big Bang , tornando-a uma valiosa testemunha das primeiras épocas cósmicas. Para responder a essa pergunta, os cientistas utilizaram dois instrumentos de ponta: o Telescópio Espaci...

  Astrônomos observaram dois buracos negros supermassivos girando um em torno do outro em uma intensa valsa cósmica, revelada por jatos de matéria que apresentam torções surpreendentes. A equipe usou o Telescópio Event Horizon para capturar imagens que demonstram estruturas helicoidais inéditas dentro dessas ejeções. Imagens do jato torcido de matéria OJ287 irrompendo de um buraco negro distante visto pelo EHT. Crédito: EHT Collaboration / E. Traianou   O quasar OJ287, localizado a cerca de 1,6 bilhão de anos-luz, provavelmente abriga um par de buracos negros supermassivos. Durante uma campanha de observação em abril de 2017, a rede de telescópios permitiu distinguir duas ondas de choque distintas se propagando a velocidades diferentes no jato. O Telescópio Event Horizon, famoso por suas imagens pioneiras de buracos negros como M87* e Sagittarius A*, demonstra assim sua utilidade além da simples imageamento. Segundo os pesquisadores, este instrumento permite avançar na fís...

O buraco negro supermassivo da nossa Galáxia é famoso por ser um dos mais fracos do Universo. Os resultados de um novo telescópio espacial mostram que pode nem sempre ter sido esse o caso. Uma imagem infravermelha de Sagitário B2, uma nuvem molecular no Centro Galáctico obtida com o Telescópio Espacial James Webb, que é de um tipo semelhante às nuvens estudadas pela equipa da Universidade do Estado do Michigan. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Ginsburg (Universidade da Flórida), N. Budaiev (Universidade da Flórida), T. Yoo (Universidade da Flórida); processamento de imagem - A. Pagan (STScI)   Sagitário A*, localizado no centro da Via Láctea, parece ter-se inflamado dramaticamente algures nas últimas centenas de anos, de acordo com as emissões de raios X observadas pelo telescópio espacial XRISM. Estas descobertas surpreendentes revelam novos pormenores sobre a evolução dos buracos negros supermassivos. Também ensinam aos astrónomos lições sobre a história do nosso lar cósmico....

Há fenômenos cósmicos que são barulhentos, mas não necessariamente informativos: explosões podem ser espetaculares e, ainda assim, ambíguas. O que chama atenção no evento AT2020afhd é o oposto: um comportamento repetitivo e coerente, como um metrônomo astrofísico.     A arte conceitual retrata o disco de acreção em torno de um buraco negro, destacando que a zona interna do disco sofre precessão. Crédito: ESA/ATG medialab. Nesse caso, a equipe identificou mudanças rítmicas em raios X e em rádio que sugerem uma oscilação conjunta do disco de acreção e do jato, repetindo em torno de 20 dias. Um ritmo assim ajuda a separar “clima” de “mecânica”: em vez de turbulência aleatória, aparece uma dinâmica com assinatura própria. Quem pensa em buraco negro como “aspirador cósmico” perde metade da história. A acreção real é desordenada, e parte do material pode ser expelida, não engolida, o que transforma esses sistemas em laboratórios naturais para gravidade, plasma e campos magnéticos,...

O que sabemos sobre o nascimento de um buraco negro tradicionalmente se alinha com a nossa percepção dos próprios buracos negros: escuros, misteriosos e estranhamente silenciosos, apesar de sua massa e influência. Buracos negros de massa estelar nascem do colapso gravitacional final de estrelas massivas com dezenas de vezes a massa do nosso Sol que, diferentemente de estrelas menos massivas, não produzem explosões brilhantes de supernova.   Imagem da supernova SN 2022esa (marcada com uma cruz) com sua galáxia hospedeira, 2MFGC 13525, obtida pelo telescópio Subaru em 13 de junho de 2023. Nesta fase tardia (cerca de um ano após a descoberta), a supernova tornou-se mais de 100 vezes mais fraca do que seu brilho inicial. A identidade espectral de supernovas do tipo Ic-CSM geralmente só pode ser extraída em uma fase tão tardia, exigindo observações dedicadas com um telescópio de 8 metros, como o telescópio Subaru. (Universidade de Kyoto / Keiichi Maeda) Ou pelo menos, era o que os astrô...

"Estamos testemunhando o que poderia ser descrito como uma intensa disputa dentro do fluxo de acreção do buraco negro."   Uma ilustração mostra um buraco negro expelindo um poderoso vento cósmico (Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser). Acontece que a expressão "não se pode ter tudo" também se aplica aos buracos negros. Os astrônomos descobriram que, embora alimentar buracos negros possa produzir ventos cósmicos poderosos e expelir jatos de alta energia, eles não conseguem fazer as duas coisas ao mesmo tempo. Em vez disso, esta nova pesquisa sugere que os buracos negros, na verdade, agem como "gangorras cósmicas", alternando entre esses dois modos distintos de fluxo de saída. Essa descoberta não só tem implicações para o crescimento dos buracos negros, como também pode nos ajudar a entender melhor como eles influenciam a formação de estrelas e, consequentemente, como moldam suas galáxias hospedeiras. "Estamos observando o que poderia ser descrito...

E m algumas galáxias, existe no centro um buraco negro supermassivo extremamente poderoso que, ao engolir matéria, libera quantidades imensas de energia Estrutura morfológica do fluxo galáctico em VV 340a. Esta representação artística ilustra um fluxo galáctico multifásico impulsionado por um núcleo galáctico ativo central. A hélice branca representa um jato de rádio em precessão, um feixe rotativo de plasma de alta energia lançado da magnetosfera do buraco negro supermassivo central. Os filamentos vermelhos representam gás coronal altamente ionizado, resultante da colisão do jato com o gás ambiente da galáxia hospedeira. Os filamentos azuis representam gás ionizado sendo ejetado da galáxia em alta velocidade, estendendo-se por até 15 quiloparsecs. À medida que o jato se propaga para fora, ele energiza e impulsiona o gás da galáxia em um fluxo de alta velocidade, alterando a evolução futura da galáxia. Crédito: Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko Essa região central tão ativa pode...

Como poderíamos finalmente observar a matéria escura, a substância invisível que compõe a vasta maioria da massa do Universo, de uma forma verdadeiramente original? Uma via promissora pode ter sido descoberta ao analisarmos as sutis distorções do espaço-tempo produzidas por buracos negros. Representação esquemática das ondas gravitacionais geradas por dois buracos negros em órbita próxima um do outro, pouco antes de sua colisão (mais precisamente, coalescência). A chave para essa abordagem reside no estudo das ondas gravitacionais (explicações no final do artigo), essas minúsculas ondulações na estrutura do espaço que se propagam à velocidade da luz. Quando um pequeno buraco negro orbita um muito mais massivo localizado no centro de uma galáxia, ele emite um sinal contínuo dessas ondas por milhares de anos antes de finalmente se fundirem. Essa lenta evolução constitui uma assinatura única que instrumentos futuros poderão capturar com uma precisão sem precedentes. Uma equipe do Inst...

Os buracos negros, esses objetos cósmicos dos quais nem mesmo a luz consegue escapar, permanecem, por definição, invisíveis aos nossos olhos. Como então compreender o seu comportamento? Uma equipa de astrofísicos deu um passo gigantesco ao criar as simulações mais detalhadas até à data da matéria a cair num buraco negro. Primeiras simulações da acreção de buracos negros incluindo a relatividade geral e a radiação, reproduzindo comportamentos observados no Universo. Crédito: Stock   Publicado na The Astrophysical Journal, este estudo usa supercomputadores de última geração para modelar a acreção com uma física completa, incluindo a relatividade geral e a radiação. É assim que, pela primeira vez, os comportamentos observados no Universo são reproduzidos fielmente, oferecendo uma janela para fenômenos antes inacessíveis. Este sucesso exigiu o acesso a máquinas exascale como a Frontier e a Aurora. Estes computadores, que ocupam salas inteiras, podem realizar quintiliões de operaçõe...

Os principais telescópios espaciais de raios X, XMM-Newton e XRISM, detetaram uma extraordinária erupção de um buraco negro supermassivo. Numa questão de horas, o monstro gravitacional provocou ventos poderosos, lançando material para o espaço a uma velocidade impressionante de 60.000 quilómetros por segundo.     Esta impressão de artista representa o buraco negro no interior de NGC 3783. O "donut" rodopiante de material dourado é conhecido como disco de acreção: um anel de material que está a orbitar o buraco negro e que acabará por ser devorado, puxado para cada vez mais perto pela gravidade colossal do buraco negro. A secção brilhante assinala uma região superaquecida de material - um "ponto quente" que foi visto a libertar primeiro uma erupção de raios X em "loop" e depois o intenso fluxo de ventos visto a disparar para o topo da imagem. Crédito: ESA, ATG Europe O gigantesco buraco negro esconde-se no interior de NGC 3783, uma bela galáxia espiral foto...