Iluminando mecanismos misteriosos na borda do horizonte de acontecimentos
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelou um campo magnético extremamente potente, muito para além do que tinha sido anteriormente detectado no núcleo de uma galáxia, muito próximo do horizonte de acontecimentos de um buraco negro supermassivo.
Esta nova observação ajuda os astrónomos a compreender melhor a estrutura e formação destes habitantes massivos dos centros das galáxias e os jactos gémeos de plasma que frequentemente ejectam a alta velocidade dos seus polos.
Estes resultados serão publicados a 17 de abril de 2015 na revista Science.
Impressão artística de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia.
Crédito: ESO/L. Calçada
Os buracos negros supermassivos, frequentemente com massas de milhares de milhões de vezes a do Sol, situam-se no coração da maior parte das galáxias existentes no Universo. Estes buracos negros podem acretar enormes quantidades de matéria sob a forma de um disco que os rodeia. Enquanto a maioria desta matéria alimenta o buraco negro, uma parte pode escapar momentos antes de ser capturada, sendo lançada no espaço com velocidades próximas da velocidade da luz sob a forma de um jacto de plasma. A maneira como isto acontece não é muito bem compreendida, embora se pense que campos magnéticos fortes actuando muito próximo do horizonte de acontecimentos tenham um papel crucial no processo, ajudando a matéria a escapar às “mandíbulas escancaradas da escuridão”.
Apenas se tinham observado até agora campos magnéticos fracos longe dos buracos negros – a vários anos-luz de distância. No entanto, astrónomos da Universidade de Tecnologia Chalmers e do Observatório Espacial Onsala na Suécia, utilizaram o ALMA para detectar sinais diretamente relacionados com um campo magnético intenso localizado muito perto do horizonte de acontecimentos do buraco negro supermassivo da galáxia distante PKS 1830-211. Este campo magnético situa-se precisamente no local onde a matéria é lançada repentinamente para longe do buraco negro sob a forma de um jacto.
A equipa mediu a intensidade do campo magnético através da polarização da radiação, à medida que esta se afastava do buraco negro.
“A polarização é uma propriedade importante da luz muito usada na vida diária, por exemplo nos óculos de sol ou nos óculos 3D no cinema,” diz Ivan Marti-Vidal, o autor principal deste trabalho. “Quando produzida naturalmente, a polarização pode ser usada para medir campos magnéticos, uma vez que a radiação muda a sua polarização quando viaja através de um meio magnetizado. Neste caso, a radiação detectada pelo ALMA viajou através da matéria situada muito próximo do buraco negro, um local cheio de plasma altamente magnetizado.”
Os astrónomos aplicaram uma nova técnica de análise desenvolvida para os dados ALMA e descobriram que a direção da polarização da radiação vinda do centro da PKS 1830-211 rodou [os campos magnéticos induzem a rotação de Faraday, que faz com que a polarização rode de diferentes maneiras a diferentes comprimentos de onda. O modo como esta rotação depende do comprimento de onda informa-nos sobre o campo magnético na região].
Estes foram os comprimentos de onda mais curtos de sempre usados neste tipo de estudo, o que permitiu que se investigassem regiões muito próximas do buraco negro central.
“Descobrimos sinais claros da rotação da polarização, que são centenas de vezes maiores do que os maiores alguma vez encontrados no Universo,” diz Sebastien Muller, co-autor do artigo científico que descreve estes resultados. “A nossa descoberta constitui um enorme passo em frente em termos de frequência observada, graças ao uso do ALMA, e em termos de distância ao buraco negro onde estudámos o campo magnético – da ordem de apenas alguns dias-luz do horizonte de acontecimentos. Estes resultados, assim como estudos futuros, ajudar-nos-ão a perceber o que é que se passa realmente na vizinhança imediata dos buracos negros supermassivos.”
Este é um artigo do ESO, que pode ser lido na totalidade aqui.
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