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O mistério do buraco negro que dispara ‘balas’ de plasma e move o espaço-tempo
O comportamento inusitado desse buraco negro fascina e intriga os cientistas. Chamado V404 Cygni, ele se encontra a 8 mil anos-luz de distância da Terra.
Embora tenha sido identificado pela primeira vez em 1989, o buraco negro chamou atenção internacional quando, após mais de duas décadas de inatividade, despertou em 2015 se tornando o objeto mais brilhante observado no espaço com raios-X de alta energia.
Quando astrônomos do mundo todo apontaram seus telescópios para esse objeto celeste, descobriram um comportamento peculiar.
E os resultados, baseados em dados coletados em 2015, acabam de ser publicados na revista científica “Nature”.
Ficamos chocados com o que vimos, foi algo completamente inesperado”, indicou Gregory Sivakoff, pesquisador da Universidade de Alberta, no Canadá, um dos autores do estudo.
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Jatos que oscilam
O V404 Cygni faz parte de um sistema binário, que absorve ou aspira material de sua estrela companheira. Ao fazer isso, ele dispara “balas” ou jatos em alta velocidade para expelir o material.
Geralmente, esses jatos saem diretamente dos polos dos buracos negros em uma linha perpendicular ao anel de matéria que os envolve, o chamado disco de acreção.
Mas no caso do V404 Cygni os jatos são expelidos rapidamente em diferentes direções e de forma curva.
Os jatos parecem girar rapidamente como nuvens de plasma de alta velocidade, com apenas alguns minutos de intervalo.
“É um dos mais extraordinários sistemas de buraco negro já encontrado”, disse o principal autor do estudo, James Miller-Jones, do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia da Universidade de Curtin, na Austrália.
Girando como um pião
O disco de acreção do buraco negro tem 10 milhões de quilômetros de diâmetro, e a mecânica deste disco é responsável pelo inusitado comportamento do jato.
Em geral, se espera que o disco gire no mesmo eixo que o buraco negro – mas não foi o que aconteceu desta vez.
“O que é diferente no caso do V404 Cygni é que acreditamos que o disco de matéria e o buraco negro estão desalinhados”, explica Miller-Jones.
“Aparentemente isso está fazendo com que o interior do disco gire como um pião que está perdendo velocidade, e que emite jatos em diferentes direções, à medida que muda sua orientação.”
Quando o V404 Cygni despertou em 2015, uma grande quantidade de matéria circundante caiu dentro do buraco negro ao mesmo tempo, então a taxa de acreção ou queda de matéria no buraco aumentou temporariamente e fez com que a energia disparasse.
A pesquisa se baseou em observações do Very Long Baseline Array (VLBA), um radiotelescópio formado por dez antenas localizadas em diferentes enclaves dos Estados Unidos.
Também foram utilizados dados do observatório integral de alta energia da Agência Espacial Europeia (ESA).
Arrasto de espaço-tempo
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Os cientistas investigam as causas do inusitado desalinhamento entre o buraco negro e o disco de matéria que o rodeia.
Uma das possibilidades é que o eixo de rotação do buraco negro tenha sido inclinado por um impacto durante a explosão estelar que o criou.
A mudança no eixo de rotação se deveria também a um fenômeno chamado efeito de arrasto de referenciais (frame dragging, em inglês), previsto por Albert Einstein em sua teoria da relatividade geral.
Ao girar, o campo gravitacional rotatório do buraco negro é tão intenso que arrasta o espaço-tempo em seu entorno.
A constatação, segundo os autores do estudo, amplia nosso conhecimento sobre a formação de buracos negros – e, como destaca Sivakoff, “nos dá um pouco mais de informação sobre a grande questão: como conquistamos nosso lugar no Universo?”
Formidável!