Albert Einstein estava certo: há uma área na beira do buracos negros onde a matéria não pode mais permanecer em órbita e, em vez disso, cai, como previsto pela sua teoria da gravidade.
Usando telescópios capazes de detectar raios X, uma equipe de astrônomos observou esta área — chamada “região de mergulho” — num buraco negro a cerca de 10.000 anos-luz da Terra. “Temos ignorado esta região porque não tínhamos os dados”, disse o cientista pesquisador Andrew Mummery, principal autor do estudo publicado quinta-feira em revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society. “Mas agora que temos [os dados]não poderíamos explicar de outra maneira.”
Não é a primeira vez que os buracos negros ajudam a confirmar a grande teoria de Einstein, conhecida como relatividade geral. A primeira fotografia de um buraco negro, captada em 2019, já tinha reforçado a suposição central do físico revolucionário de que a gravidade é apenas matéria que curva a estrutura do espaço-tempo.
Muitas das outras previsões de Einstein provaram-se corretas ao longo dos anos, incluindo ondas gravitacionais e o limite de velocidade universal. “É um homem difícil de apostar neste momento”, disse Mummery, do departamento de física da Universidade de Oxford, no Reino Unido.
“Fomos procurar isso [evidência] especificamente – esse sempre foi o plano. Discutimos durante muito tempo se conseguiríamos encontrá-la”, disse Mummery. “As pessoas disseram que seria impossível, então confirmar que isso existe é realmente emocionante.”
“Como a beira de uma cachoeira”
O buraco negro observado está em um sistema chamado MAXI J1820+070, que é composto por uma estrela menor que o Sol e pelo próprio buraco negro, estimado em 7 a 8 massas solares. Os astrônomos usaram os telescópios espaciais NuSTAR e Nicer da NASA para coletar dados e entender como o gás quente, chamado plasma, da estrela é sugado para dentro do buraco negro.
NuSTAR é a sigla para Nuclear Spectroscopic Telescope Array, que orbita a Terra, e Nicer, formalmente conhecido como Neutron Star Interior Composition Explorer, está localizado na Estação Espacial Internacional.
“Cercando esses buracos negros estão grandes discos de material em órbita (de estrelas próximas)”, disse Mummery. “A maior parte é estável, o que significa que pode fluir suavemente. É como um rio, enquanto a área de mergulho é como a beira de uma cachoeira – todo o seu apoio desaparece e você cai de cabeça. A maior parte do que se pode ver é o rio, mas há uma pequena região no final, que é basicamente o que encontrámos”, acrescentou, observando que embora o “rio” tenha sido amplamente observado, esta é a primeira evidência do “rio”. cachoeira.” .”
Diferente de Horizonte de eventosque está mais próximo do centro do buraco negro e não permite que nada escape, incluindo luz e radiação, na “região de mergulho” a luz ainda pode escapar, mas a matéria está condenada pela poderosa atração gravitacional, explicou Mummery.
As descobertas do estudo podem ajudar os astrónomos a compreender melhor a formação e evolução dos buracos negros. “Podemos realmente aprender sobre eles estudando esta região, porque está bem no limite, por isso nos dá mais informações”, disse Mummery.
Algo que falta no estudo é uma imagem real do buraco negro, por ser muito pequeno e distante. Mas outra equipa de investigadores de Oxford está a trabalhar em algo ainda melhor do que uma fotografia: o primeiro filme de um buraco negro. Para conseguir isto, a equipa terá primeiro de construir um novo observatório, o Africa Millimeter Telescope na Namíbia, que Mummery espera que esteja em funcionamento dentro de uma década. O telescópio, que se juntará à colaboração internacional Event Horizon Telescope que capturou a imagem inovadora do buraco negro em 2019, permitirá aos cientistas observar e filmar grandes buracos negros no centro da Via Láctea e além.
Uma ligação ao passado
De acordo com Christopher Reynolds, professor de astronomia da Universidade de Maryland, College Park, encontrar evidências reais da “região de mergulho” é um passo importante que permitirá aos cientistas refinar significativamente os modelos de como a matéria se comporta em torno de um buraco negro. “Por exemplo, poderia ser usado para medir a taxa de rotação do buraco negro”, disse Reynolds, que não esteve envolvido no estudo.
Dan Wilkins, cientista pesquisador da Universidade de Stanford, na Califórnia, considera isso um desenvolvimento emocionante e destaca que, em 2018, houve uma explosão de luz extremamente brilhante de um dos buracos negros dentro da nossa galáxia, acompanhada por um excesso de raios X. . energia alta.
“Na época, levantamos a hipótese de que esse excesso era proveniente de material quente na ‘região de mergulho’, mas não tínhamos uma previsão teórica completa de como seria essa emissão”, disse Wilkins, que também não esteve envolvido no estudo. novo estudo.
Este estudo realmente realiza esse cálculo, acrescentou ele, usando a teoria da gravidade de Einstein para prever como seriam os raios X emitidos pelo material na “região de mergulho” em torno de um buraco negro, e comparar isso com os dados daquela explosão brilhante em 2018.
“Este será um espaço privilegiado para descobertas durante a próxima década”, disse Wilkins, “enquanto aguardamos a próxima geração de telescópios de raios X que nos darão medições mais detalhadas das regiões mais internas fora dos horizontes de eventos do negro”. buracos. ”
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