A imagem do topo é uma impressão artística de um quasar. O desenho mostra como um disco espesso em forma de “donut” (toro), em volta do buraco negro supermassivo, bloqueia uma quantidade substancial de raios-X os quais, caso contrário, escapariam do sistema. As imagens em baixo mostram três dos 51 quasares incluídos no estudo. Créditos: ilustração – NASA/CXC/M. Weiss; painéis: NASA/CXC/Penn State/B. Luo et al.
O observatório espacial de raios-X Chandra da NASA revelou um grupo de buracos negros gigantes e incomuns consumindo quantidades excessivas de matéria. Esta descoberta pode ajudar os astrônomos a entender como os maiores buracos negros foram capazes de crescer tão velozmente no Universo antigo.
Os astrônomos há algum tempo já sabem que os buracos negros supermassivos, com suas massas que variam de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, residentes nos centros das galáxias, podem absorver enormes quantidades de gás e poeira que espiralam em queda atraídos pela sua gravidade descomunal. À medida que a matéria cai na direção destes buracos negros, as partículas aquecem e brilham de tal maneira que sua radiação pode ser medida a bilhões de anos-luz. Os astrônomos chamam de “quasares” estes buracos negros ativos violentamente vorazes.
Novas pesquisas sugerem que alguns quasares são ainda mais adeptos a devorar material do que os cientistas anteriormente estimavam.
Bin Luo da Universidade Estatal da Pensilvânia, EUA, líder do estudo, comentou:
Mesmo como consumidores famosos e prodigiosos de material, estes buracos negros gigantes parecem estar se alimentando em taxas enormes, pelo menos cinco a dez vezes mais depressa do que os quasares típicos.
Luo e colegas examinaram dados do observatório espacial de raios-X Chandra relativos a 51 selecionados porque tinham uma emissão invulgarmente fraca de certos átomos, especialmente o de carbono, em comprimentos de onda do espectro na faixa do ultravioleta. Agora, descobriu-se que cerca de 65% dos quasares são muito mais tênues em raios-X, em média cerca de 40 vezes, do que os quasares normais.
As emissões ultravioletas enfraquecidas e os fluxos de raios-X destes objetos podem ser indícios relevantes para a questão de como um buraco negro supermassivo aglutina matéria. As simulações computacionais mostram que, sob taxas baixas de acreção, a matéria rodopia em direção ao buraco negro formando um disco fino. No entanto, se a taxa de absorção é elevada, o disco pode inchar consideravelmente devido à pressão da radiação alta, formando um toro ou “donut” que envolve a parte interna do disco.
Jianfeng Wu, membro do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, Massachusetts, EUA, coautor do artigo, afirmou:
Este cenário se encaixa em nossos dados. Se um quasar está imerso em uma espessa estrutura de gás e poeira em forma de “donut”, este absorverá grande parte da radiação produzida mais próxima do buraco negro e impedindo-a de atingir o gás localizado mais para fora, resultando numa emissão atômica mais fraca de ultravioleta e de raios-X.
O balanceamento regular entre a atração gravitacional e a pressão externa da radiação também deveria ser afetado.
Niel Brandt, também da Universidade Estatal da Pensilvânia, outro coautor do artigo, explicou:
Mais radiação seria emitida na direção perpendicular ao “disco espesso”, ao invés de ao longo do disco, permitindo com que o material caia a taxas mais elevadas.
A implicação relevante é que estes quasares de “disco espesso” podem abrigar buracos negros que crescem a um ritmo extraordinariamente rápido. Os estudos anteriores e os atuais, por equipes diferentes, sugerem que estes quasares poderiam ter sido mais comuns no início do Universo, apenas cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang. Este crescimento rápido pode também explicar a existência de buracos negros enormes em tempos mais antigos.
O artigo intitulado “X-ray Insights into the Nature of PHL 1811 Analogs and Weak Emission-Line Quasars: Unification with a Geometrically Thick Accretion Disk?“ foi publicado na revista “The Astrophysical Journal”.
Fonte
NASA: NASA’s Chandra Suggests Black Holes Gorging at Excessive Rates
Artigo Científico
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