Cientistas desenvolvem método para medir a potência dos jatos de energia cósmica emitidos por buracos negros

Estudo revela a potência dos jatos expelidos por buracos negros

Sempre se diz que os buracos negros engolem tudo o que se aproxima, incluindo matéria e luz. No entanto, essa afirmação não é completamente precisa. Em certas circunstâncias, uma fração de partículas e energia é expelida na forma de jatos, conhecidos como “jets”.

Ainda que várias hipóteses tenham sido propostas, a razão pela qual isso ocorre não é totalmente compreendida. Sabe-se, contudo, que esses jatos são tão poderosos que podem influenciar a evolução das galáxias.

A medição direta da potência desses jatos era um desafio até recentemente. Uma equipe internacional de cientistas conseguiu, pela primeira vez, medir a energia dos jatos ao redor de um buraco negro específico, revelando novas possibilidades de pesquisa.

O estudo focou no sistema Cygnus X-1, que consiste em um buraco negro e uma estrela supergigante azul em órbita um do outro. Através de um método inovador, a equipe descobriu que a energia dos jatos emitidos pelo buraco negro é equivalente a 1.000 vezes a do Sol. Além disso, os jatos se movem a uma velocidade impressionante de 540 milhões de quilômetros por hora, com 10% da energia gerada durante a queda em direção ao buraco negro sendo convertida em jatos.

Até então, a potência dos jets não era medida diretamente. Em vez disso, os cientistas observavam as cicatrizes que os jatos deixavam no espaço, como pontos quentes e cavidades no meio intergaláctico. Essa abordagem, no entanto, era semelhante a tentar medir a potência de um motor apenas observando as marcas dos pneus de um carro. O avanço recente permitiu que os pesquisadores analisassem diretamente a origem da energia.

Medidas indiretas

Nos sistemas que envolvem um buraco negro e uma estrela, o buraco negro absorve lentamente o gás que orbita a estrela. À medida que o gás se aproxima, ele começa a girar mais rapidamente, gerando calor e energia. Parte dessa energia é expelida para fora, formando os jets.

A estrela também libera fluxos intensos de partículas, conhecidos como ventos estelares, que interagem com os jets, podendo curvá-los. Para medir a potência dos jets, os cientistas analisaram a resistência que eles apresentam ao serem curvados pelos ventos estelares, permitindo uma análise mais precisa.

A trajetória dos jets depende do fluxo de momento tanto dos jets quanto dos ventos estelares. Com a capacidade de calcular o fluxo de momento do vento, os pesquisadores puderam analisar a trajetória dos jets e, assim, determinar sua potência de forma aproximada.

Uma limitação importante deste estudo é que ele se baseou na análise de apenas um buraco negro. Para validar o método, seria necessário repetir o procedimento em outros buracos negros e seus respectivos jets.

Considerando que os jatos dos buracos negros maiores podem influenciar significativamente a evolução das galáxias, esse método pode ser essencial para aprofundar a compreensão sobre a formação galáctica. Portanto, a próxima etapa é verificar se o método é reproduzível em buracos negros maiores.

Imagem | Um buraco negro supermassivo expulsa um jato de plasma de 3.000 anos-luz de comprimento, viajando a quase a velocidade da luz. Conceito artístico da NASA.