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Em Pesquisa Espetacular Telescópios De Raios-X da NASA e da ESA Medem a Velocidade e a Forma Dos Furiosos Ventos Gerados Por Buracos Negros Supermassivos

Space Today
23 fev 2015

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observatory_150105Os telescópios Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA e o XMM-Newton da ESA estão mostrando que os violentos ventos de um buraco negro supermassivo sopram em todas as direções – um fenômeno que os cientistas suspeitavam, mas que até o momento era difícil de ser provado.

Essa descoberta deu aos astrônomos a primeira oportunidade de medir a força desses ventos ultra-rápidos e provar que eles são poderosos o suficiente para inibir a habilidade da galáxia hospedeira de formar novas estrelas.

“Nós sabemos que os buracos negros nos centros das galáxias podem se alimentar de matéria, e esse processo produz ventos. Acredita-se que isso regula o crescimento das galáxias”, disse Fiona Harrison, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, na Califórnia. Harrison é a principal pesquisadora do NuSTAR e co-autora de um novo artigo sobre os resultados que foram publicados na revista Science. “Conhecendo a velocidade, a forma e o tamanho dos ventos, nós podemos agora tentar imaginar o quão poderosos eles são”.

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Buracos negros supermassivos expelem matéria em suas galáxias hospedeiras, com ventos emitindo raios-X viajando a um terço da velocidade da luz. No novo estudo os astrônomos determinaram, que o PDS 456, um buraco negro extremamente brilhante conhecido como um quasar, localizado a mais de 2 bilhões de anos-luz de distância, sustenta ventos que carregam mais energia a cada segundo do que aquela que seria emitida por um trilhão de sóis.

“Agora nós que os ventos dos quasares contribuem de forma significativa para perda de massa em uma galáxia, dirigindo para fora o suprimento de gás, que é o combustível para a formação de estrelas”, disse Emanuele Nardini principal autora do estudo da Universidade de Keele na Inglaterra.

O NuSTAR e o XMM-Newton observaram de forma simultânea o PDS 456 em cinco ocasiões separadas em 2013 e 2014. Os telescópios espaciais complementaram um ao outro observando diferentes partes do espectro do raio-X: o XMM-Newton observou a parte de baixa energia, e o NuSTAR observou a parte de alta energia.

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Observações anteriores feitas com o XMM-Newton identificaram ventos de buracos negros soprando na nossa direção, mas não puderam determinar se os ventos também sopravam em todas as direções. O XMM-Newton detectou átomos de ferro, que estavam sendo carregados por ventos juntamente com outra matéria, somente diretamente em frente ao buraco negro, onde eles bloquearam os raios-X. Os cientistas combinaram os dados de raios-X de energia mais alta do NuSTAR com observações do XMM-Newton. Fazendo isso, eles foram capazes de encontrar assinaturas de ferro dispersas dos lados, provando que os ventos emanam do buraco negro e não de um feixe, mas de uma maneira mais esférica.

“Esse é um grande exemplo da sinergia entre o XMM-Newton e o NuSTAR”, disse Norbert Schartel, cientista de projeto do XMM-Newton na ESA. “O trabalho complementar dos dois observatórios de raios-X está nos permitindo a revelar detalhes previamente escondidos sobre o lado poderoso do universo”.

Conhecendo a forma e a extensão dos ventos, os pesquisadores puderam determinar a força dos ventos e o grau com o qual eles podem impedir a formação de novas estrelas.

Os astrônomos acham que os buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras desenvolvem de forma conjunta com um regulando o crescimento do outro. Evidências para isso vem em parte de observações dos bulbos centrais das galáxias – quanto mais massivo o bulbo central, maior é o buraco negro.

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Esse último relatório demonstra que um buraco negro supermassivo e seus ventos de alta velocidade afetam de forma decisiva a galáxia hospedeira. À medida que o buraco negro cresce em tamanho, seus ventos empurram vasta quantidades de energia para fora da galáxia, que então para de formar novas estrelas.

Pelo fato do PDS 456 ser relativamente perto, para os padrões cósmicos, seu brilho  pode ser estudado em detalhe. Esse buraco negro dá aos astrônomos uma visão única de uma distante era do universo, a cerca de 10 bilhões de anos atrás, quando buracos negros supermassivos e seus ventos eram mais comuns e possivelmente moldaram as galáxias como nós observamos hoje.

“Para um astrônomo, estudando o PDS 456 é como um paleontologista trazendo um dinossauro para a vida para ser estudado”, disse o co-autor do trabalho Daniel Stern do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. “Nós somos capazes de investigar a física desses importantes sistemas, com um nível de detalhe que não era possível de ser encontrado em distâncias mais típicas, durante a chamada Era dos Quasares”.

O NuSTAR é uma missão Small Explorer liderado pelo Caltech e gerenciado pelo JPL para o Science Mission Directorate da NASA em Washington.

Para mais informações visitem:

http://www.nasa.gov/nustar

http://www.nustar.caltech.edu/

Fonte:

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4486

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