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27 de setembro de 2021

Buraco Negro Tira Um Cochilo no Meio do Caos Estelar da Galáxia do Sculptor

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observatory_150105Aproximadamente a uma década atrás, o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA registrou sinais do que parecia ser um buraco negro comendo gás no meio da galáxia próximo do Sculptor. Agora, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array, ou NuSTAR, da NASA, que observa o céu nas suas mais altas energias da luz de raio-X, deu uma espiada no mesmo buraco negro e o encontrou adormecido.

“Nossos resultados implicam que o buraco negro esteve adormecido nos últimos 10 anos”, disse Bret Lehmer da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, e do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbel, Md. “Observações periódicas feitas tanto com o Chandra como com o NuSTAR deve nos dizer sem dúvidas se o buraco negro irá acordar novamente. Se isso acontecer nos próximos anos, nós esperamos ver”. Lehmer é o principal autor de um novo estudo que detalha as descobertas e que foi publicado no Astrophysical Journal.

O buraco negro adormecido tem aproximadamente 5 milhões de vezes a massa do Sol. Ele localiza-se no centro da galáxia do Sculptor, também conhecida como NGC 253, uma galáxia chamada de galáxia de explosão de estrelas onde novas estrelas estão nascendo ativamente. Localizada a 13 milhões de anos-luz de distância essa é uma das galáxias de explosão de estrelas mais próxima da Via Láctea.

A Via Láctea é de modo geral muito mais tranquila do que a galáxia do Sculptor. Ela gera muito menos novas estrelas, e o seu buraco negro central, monstruoso com 4 milhões de vezes a massa do Sol está também cochilando.

“Os buracos negros se alimentam do disco de acreção de material ao seu redor. Quando acaba esse alimento, eles adormecem”, disse o coautor Ann Hornschemeier do Goddard. “A NGC 253 é de alguma forma incomum pois o buraco negro gigante está adormecido no meio de uma enorme atividade de formação de estrelas acontecendo ao seu redor”.

As descobertas estão ensinando aos astrônomos como as galáxias crescem com o tempo. Quase todas as galáxias são suspeitas de abrigarem um buraco negro supermassivo em seu interior. Acredita-se que nos casos mais massivos, os buracos negros cresçam na mesma taxa em que novas estrelas se formam, até que a radiação dos buracos negros finalmente desliga a formação de estrelas. No caso da galáxia do Sculptor, os astrônomos não sabem se a formação de estrelas está diminuindo ou aumentando.

“O crescimento dos buracos negros e a formação das estrelas muitas vezes são processos que andam de mãos dadas nas galáxias distantes”, disse Daniel Stern, um coautor e cientista do projeto NuSTAR no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. “É um pouco surpreendente o que está acontecendo aqui, mas nós temos dois poderosos e complementares telescópios de raios-X estudando o caso”.

O Chandra primeiro observou sinais do que parecia ser um buraco negro se alimentando no coração da galáxia do Sculptor em 2003. À medida que o material caia em espiral dentro do buraco negro, ele se aquecia até milhões de graus e brilhava na luz de raio-X de modo que o Chandra e o NuSTAR podem observar.

Então, em Setembro e Novembro de 2012, o Chandra e o NuSTAR observaram a mesma região simultaneamente. As observações do NuSTAR – a primeira vez que se detectou de maneira focada a luz de alta energia de raio-X na região – permitiram aos pesquisadores dizerem conclusivamente que o buraco negro não estava se alimentando de material ao redor. O NuSTAR foi lançado ao espaço em Junho de 2012.

Em outras palavras, o buraco negro parecia ter caído num sono. Outra possibilidade é que o buraco negro não estava realmente acordado a 10 anos atrás e o que o Chandra observou foi na verdade outra fonte de raios-X. Observações futuras com ambos os telescópios poderão resolver esse mistério.

“A combinação das observações coordenadas do Chandra e do NuSTAR é extremamente poderosa para responder questões como essa”, disse Lou Kaluzienski, cientista do programa NuSTAR, na sede da NASA em Washington. “Agora, nós temos todos os lados da história”.

As observações também revelaram um objeto incandescente menor que os pesquisadores foram capazes de identificar como uma fonte de raio-X ultraluminosa, ou uma ULX, do inglês. Os ULXs são buracos negros que se alimentam de material de uma estrela parceira. Eles brilham de forma mais intensa do que um buraco negro de massa estelar gerados por estrelas que morrem, mas são mais apagados e distribuídos de forma mais aleatória que os buracos negros supermassivos no centro das galáxias massivas. Os astrônomos ainda estão trabalhando para tentar entender o tamanho, a origem e a física dos ULXs.

“Esses buracos negros de massa estelar estão colidindo perto do centro da galáxia”, disse Hornschemeier. “Eles tendem a ser mais numerosos em áreas onde existe uma maior atividade de formação de estrelas”.

Se e quando o gigante adormecido da galáxia do Sculptor acordar, nos próximos anos, meio a toda essa agitação, o NuSTAR e o Chandra monitorarão a situação. A equipe planeja checar de volta o sistema periodicamente.

O NuSTAR é uma missão Small Explorer liderada pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena e gerenciada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA também em Pasadena, para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. A sonda foi construída pela Orbital Sciences Corporation, em Dulles, Va. Seu instrumento foi construído por meio de um consórcio incluindo o Caltech, o JPL, a Universidade da Califórnia em Berkeley, a Universidade de Columbia, em Nova York, o Goddard Space flight Center da NASA em Greenbel, Md., a Universidade Técnica Dinamarquesa, o Laboratório Nacional Lawrence Livermore, em Livermore, na Califórnia, o ATK Aerospace Systems, em Goleta, na Califórnia, e com o suporte do Centro de Dados científicos da Agência Espacial Italiana.

O centro de operações da missão NuSTAR está na UC Berkeley, com a ASI fornecendo sua estação terrestre equatorial localizada em Malindi, no Quênia. O programa da missão está baseado na Universidade Estadual de Sonoma, em Rohnert Park, na Califórnia. O Explorer Program da NASA é gerenciado pelo Goddard. O JPL é gerenciado pelo Caltech para a NASA.

Para mais informações visite: http://www.nasa.gov/nustar e http://www.nustar.caltech.edu/ . Siga a missão no Twitter  via http://www.twitter.com/NASANuSTAR .

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Fonte:

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-198

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Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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