A colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) publicou novos resultados que descrevem, pela primeira vez, como a luz na borda do buraco negro supermassivo M87* espirala ao escapar da intensa gravidade do buraco negro, uma assinatura conhecida como polarização circular. A maneira como o campo elétrico da luz prefere girar no sentido horário ou anti-horário enquanto viaja carrega informações sobre o campo magnético e os tipos de partículas de alta energia ao redor do buraco negro. O novo artigo, publicado hoje no Astrophysical Journal Letters, apoia descobertas anteriores do EHT de que o campo magnético próximo ao buraco negro M87* é forte o suficiente para ocasionalmente impedir que o buraco negro engula a matéria próxima.
O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) é o telescópio milimétrico/submilimétrico mais poderoso do mundo e um instrumento chave para o EHT. A luz espiralada no coração desta pesquisa compreende ondas de rádio de baixa frequência — luz que não pode ser vista pelo olho humano ou telescópios ópticos, mas pode ser observada pelos muitos telescópios de rádio, incluindo o ALMA, trabalhando juntos através do EHT.
“A polarização circular é o sinal final que procuramos nas primeiras observações do buraco negro M87 pelo EHT, e foi de longe o mais difícil de analisar”, diz Andrew Chael, um pesquisador associado na Gravity Initiative da Universidade de Princeton, que coordenou o projeto. “Estes novos resultados nos dão confiança de que nossa imagem de um campo magnético forte permeando o gás quente ao redor do buraco negro é a correta. As observações sem precedentes do EHT estão nos permitindo responder a perguntas de longa data sobre como os buracos negros consomem matéria e lançam jatos fora de suas galáxias hospedeiras.”
“Os campos magnéticos que estamos testemunhando com a polarização circular do M87* reforçam os resultados da polarização linear publicados em 2021, mas ainda deixam espaço para melhorias”, reflete Hugo Messias, que lidera a equipe VLBI no ALMA. “Esta luz circularmente polarizada que agora foi detectada é muito fraca, mas nos anos mais recentes, o EHT tem observado com mais estações e sensibilidade aprimorada, o que significa que a análise em andamento provavelmente nos fornecerá novas dicas sobre os segredos ao redor do M87*.”
Em 2019, o EHT divulgou sua primeira imagem de um anel de plasma quente próximo ao horizonte de eventos do M87*. Em 2021, cientistas do EHT divulgaram uma imagem mostrando as direções dos campos elétricos oscilantes através da imagem. Conhecida como polarização linear, esse resultado foi o primeiro sinal de que os campos magnéticos próximos ao buraco negro eram ordenados e fortes. As novas medições da polarização circular – que indicam como os campos elétricos da luz espiralam em torno da direção linear da análise de 2021 – fornecem ainda mais evidências conclusivas para esses campos magnéticos fortes.
O ALMA forneceu tanto os dados quanto a calibração para esses resultados e serviu como a antena de referência do array para o EHT. Sem a sensibilidade muito maior do ALMA como antena de referência, a polarização circular não poderia ter sido detectada.
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