Imagem de rádio de longo prazo dá aos astrônomos uma leitura direta rara da potência dos jatos
Astrônomos obtiveram uma das medições mais claras até agora da potência transportada por jatos de buracos negros. Em uma nova pesquisa liderada pela Curtin University, cientistas usaram 18 anos de imagens de rádio em alta resolução para estudar Cygnus X-1, o primeiro sistema binário confirmado que contém um buraco negro e uma estrela supergigante. O texto-fonte fornecido diz que a equipe descobriu que os jatos do sistema carregam uma energia equivalente à emissão de 10 mil sóis.
Essa escala por si só já torna o resultado notável, mas a importância mais ampla está na forma como a equipe o mediu. Jatos de buracos negros estão entre as estruturas mais dramáticas da astrofísica. Matéria puxada em direção a um buraco negro forma um disco de acreção e, embora parte desse material caia para dentro, parte é canalizada para fora a partir dos polos em velocidade extrema. Esses jatos podem se estender por distâncias enormes, moldando o ambiente ao redor e redistribuindo energia pelo espaço.
Por que Cygnus X-1 é um laboratório tão útil
Cygnus X-1 oferece aos pesquisadores um ambiente incomumente valioso para testar a física dos jatos. O sistema combina um buraco negro com uma companheira estelar massiva cujo vento interage com os jatos. Segundo o texto fornecido, os pesquisadores usaram essa interação para inferir a potência dos jatos. Observando como o fluxo é curvado e sacudido enquanto o buraco negro orbita a estrela, eles puderam estimar o quão fortes os jatos deveriam ser.
A equipe combinou dados da Very Long Baseline Array e da European VLBI Network, usando interferometria de base muito longa para criar uma visão mais completa do que qualquer uma das redes poderia oferecer sozinha. Esse longo período observacional importa. Jatos são estruturas dinâmicas, e medi-los sob condições orbitais mutáveis ao longo de muitos anos fornece uma base física muito mais robusta do que uma única imagem.
Metade da velocidade da luz e um teste mais forte da teoria
O texto-fonte também diz que os mesmos cálculos produziram uma estimativa de velocidade do jato de cerca de 150 mil quilômetros por segundo, ou aproximadamente metade da velocidade da luz. Para a astronomia, isso não é apenas um número dramático. Ele ajuda a conectar modelos teóricos de lançamento de jatos e transporte de energia a um sistema de buraco negro real e bem estudado.
Pesquisadores há muito argumentam que jatos de buracos negros desempenham um papel importante na estruturação do universo ao transportar energia para fora de objetos compactos e para os ambientes ao redor. Medir tanto a potência quanto a velocidade dos jatos em Cygnus X-1 dá novo apoio a essas ideias. Fortalece o argumento de que esses fluxos não são efeitos colaterais secundários, mas motores fundamentais do feedback astrofísico.
Os achados também destacam como ambientes binários podem ser importantes para entender o comportamento de buracos negros. Em vez de objetos isolados, muitos buracos negros existem em sistemas em que ventos, campos magnéticos, movimento orbital e acreção interagem de maneiras complexas. Cygnus X-1 torna essas interações visíveis o suficiente para transformar uma velha questão teórica em algo que os pesquisadores podem estimar quantitativamente.
O que isso significa para a ciência dos buracos negros
Cada melhor medição de jato aprimora nossa compreensão de para onde vai a energia da acreção. Parte da matéria desaparece além do horizonte de eventos, mas parte é redirecionada para fora com enorme força. A eficiência com que os buracos negros fazem isso continua sendo uma das perguntas centrais da astrofísica de altas energias. O resultado de Cygnus X-1 não responde a tudo, mas oferece uma referência poderosa para modelagem e observação futuras.
Ele também mostra o valor da paciência na astronomia. Dezoito anos de dados de rádio coordenados transformaram um famoso sistema de buraco negro em um experimento de precisão. O resultado é uma imagem mais sólida de como ventos estelares podem curvar jatos, quão rápido esses jatos viajam e quanta potência transportam.
Essa combinação de observação de longa base e inferência física é o que dá importância ao estudo. Jatos de buracos negros sempre pareceram espetaculares. O que este trabalho acrescenta é uma noção mais firme de sua força mensurável, colocando um dos fenômenos mais violentos do universo sobre uma base empírica mais sólida.
Este artigo é baseado na cobertura da Universe Today. Leia o artigo original.
Originally published on universetoday.com