Astrônomos veem cintilações no centro da Via Láctea

Cientistas acreditam que essas “piscadas” provêm de pontos de rádio orbitando o buraco negro numa distância ainda menor que a existente entre o Sol e Mercúrio

Pontos quentes circundando o buraco negro no centro da Via Láctea poderiam produzir a emissão detectada com o telescópio Alma. Crédito: Universidade Keio

Astrônomos que usam o Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (Alma) encontraram oscilações quase periódicas em ondas milimétricas no centro da Via Láctea, Sagitário (Sgr) A*. Para a equipe, essas “piscadas” estão relacionadas à rotação de pontos de rádio circulando o buraco negro supermassivo existente ali com um raio de órbita menor que o de Mercúrio. Essa é uma pista interessante para investigar o espaço-tempo com gravidade extrema.

“Sabe-se que o Sgr A* às vezes brilha em milímetros de comprimento de onda”, diz Yuhei Iwata, principal autor do artigo publicado na revista “Astrophysical Journal Letters” e aluno de graduação da Universidade Keio, no Japão. “Desta vez, usando o Alma, obtivemos dados de alta qualidade da variação de intensidade de ondas de rádio de Sgr A* por 10 dias, 70 minutos por dia. Em seguida, encontramos duas tendências: variações quase periódicas com uma escala de tempo típica de 30 minutos e variações lentas de uma hora.”

Os astrônomos presumem que um buraco negro supermassivo com uma massa de 4 milhões de Sóis está localizado no centro de Sgr A*. Clarões de Sgr A* foram observados não apenas no comprimento de onda na faixa de milímetros, mas também na luz infravermelha e raios X. Entretanto, as variações detectadas com o Alma são muito menores que as detectadas anteriormente, e é possível que esses níveis de pequenas variações sempre ocorram em Sgr A*.

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O próprio buraco negro não produz nenhum tipo de emissão. A fonte da emissão é o disco gasoso abrasador ao redor do buraco negro. O gás em torno do buraco negro não vai diretamente para o poço gravitacional, mas gira em torno do buraco negro para formar um disco de acreção.

Gravidade extrema

A equipe se concentrou em pequenas variações de escala de tempo e descobriu que o período de variação de 30 minutos é comparável ao período orbital da borda mais interna do disco de acreção com o raio de 0,2 unidade astronômica (1 unidade astronômica corresponde à distância entre a Terra e o Sol: 150 milhões de quilômetros). Para comparação, Mercúrio, o planeta mais interno do Sistema Solar, circunda o Sol a uma distância de 0,4 unidade astronômica. Considerando a massa colossal no centro do buraco negro, seu efeito de gravidade também é extremo no disco de acreção.

“Essa emissão pode estar relacionada a alguns fenômenos exóticos que ocorrem nas proximidades do buraco negro supermassivo”, diz Tomoharu Oka, professor da Universidade Keio.

O cenário deles é o seguinte. Pontos quentes são formados esporadicamente no disco e circulam em torno do buraco negro, emitindo fortes ondas milimétricas. Segundo a teoria da relatividade especial de Einstein, a emissão é amplamente ampliada quando a fonte está se movendo em direção ao observador com velocidade comparável à da luz. A velocidade de rotação da borda interna do disco de acreção é bastante grande, então esse efeito extraordinário surge. Os astrônomos acreditam que essa é a origem da variação de curto prazo da emissão milimétrica de Sgr A*.

A equipe supõe que a variação possa afetar o esforço para criar uma imagem do buraco negro supermassivo com o Event Horizon Telescope. “Em geral, quanto mais rápido o movimento, mais difícil é tirar uma foto do objeto”, diz Oka. “Em vez disso, a variação da emissão propriamente dita fornece informações convincentes para o movimento do gás. Podemos testemunhar o exato momento da absorção de gás pelo buraco negro com uma campanha de monitoramento de longo prazo com o Alma.” Os pesquisadores pretendem extrair informações independentes para entender o ambiente misterioso ao redor do buraco negro supermassivo.

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