Uma equipa de astrónomos, baseando-se em dados obtidos com os observatórios espaciais de raios-X Chandra (NASA) e XMM-Newton (ESA), pode ter encontrado indícios da rotação de um buraco negro. Os buracos negros vêm em pelo menos dois tamanhos diferentes. Os buracos negros estelares, com uma massa entre 5 e 20 vezes maior que a do Sol e, do outro lado da escala de tamanhos, os buracos negros galácticos com massas milhões ou milhares de milhões de vezes a do Sol. A Via Láctea contém um buraco negro de massa muito elevada no seu centro, bem como um certo número de buracos negros estelares espalhados pela Galáxia.

As torrentes de gás em queda e os bizarros efeitos gravitacionais perto de buracos negros estelares são semelhantes aos observados ao redor dos buracos negros galácticos. Os buracos negros estelares são, com efeito, miniaturas dos seus primos muito maiores. Porque os buracos negros estelares são mais pequenos, tudo acontece cerca de um milhão de vezes mais depressa, pelo que podem ser usados como bancos de ensaio para as teorias de como os buracos negros em rotação afectam o espaço e a matéria à sua volta.

Os raios-X de um buraco negro estelar são produzidos quando o gás de uma estrela companheira próxima é aquecido a dezenas de milhões de graus à medida que cai em espiral para o buraco negro. Os átomos de ferro presentes neste gás produzem sinais de raios-X característicos que podem ser usados para estudar as órbitas de partículas ao redor do buraco negro. Um exemplo é o modo como a gravidade do buraco negro desvia as frequências dos raios-X para energias mais baixas. Segundo Jon Miller, investigador do Centro Harvard-Smithsonian para a Astrofísica (EUA), a precisão dos novos dados ajuda a refutar explicações alternativas que não exigem efeitos gravitacionais tão extremos, e proporcionam a melhor vista até ao momento da geometria do espaço-tempo à volta de um buraco negro estelar criado pela morte de uma estrela de grande massa.

A órbita de uma partícula perto de um buraco negro depende da curvatura do espaço à volta do buraco negro que, por sua vez, também depende de quão rápido gira o buraco negro. Um buraco negro em rotação arrasta o espaço atrás de si, permitindo que os átomos tenham órbitas mais próximas do buraco negro do que no caso de buracos negros que não giram. Os dados de Cygnus X-1, o primeiro buraco negro estelar descoberto, obtidos com o telescópio Chandra mostram que os efeitos da gravidade sobre o sinal dos átomos de ferro só se podem dever a efeitos relativistas, e que existem átomos até uns 160 km do buraco negro. Não existem indícios de que Cygnus X-1 seja um buraco negro em rotação.

Os dados do XMM-Newton para o buraco negro XTE J1650-500 mostram uma distribuição semelhante dos raios-X provenientes dos átomos de ferro, com uma importante excepção. Observam-se mais raios-X de baixa energia, uma indicação de que os raios-X provêm de uma zona mais profunda do poço de potencial em torno do buraco negro, a apenas 30 km do horizonte de acontecimentos! O buraco negro tem de estar a girar muito rapidamente.

Observações realizadas com o Chandra de um terceiro buraco negro estelar, GX 339-4, revelaram que também este se encontra em rotação rápida, e que nuvens de gás morno aparentam estar a afastar-se do buraco negro a velocidades de uns 480 mil quilómetros por hora. Fluxos com estas características também têm sido observados nas vizinhanças de buracos negros de massa extremamente elevada.

Também observações anteriores de buracos negros de grande massa efectuadas pelo satélite Japonês ASCA, pelo XMM-Newton e pelo Chandra tinham fornecido indicações de que poderiam estar em rotação rápida. Os resultados recentes apresentados por Miller indicam que a peculiar geometria do espaço em torno de buracos negros estelares e galácticos em rotação é notavelmente semelhante em muitos aspectos. Poderosos jactos de partículas de alta energia têm sido detectados em torno de ambos os tipos de buraco negro.

Porque giram alguns buracos negro estelares e outros não? Uma possibilidade é a de que a rotação existe desde o seu nascimento, quando a estrela de grande massa colapsa. Outra possibilidade é a de que a taxa de rotação depende de há quanto tempo o buraco negro está a devorar matéria proveniente da sua estrela companheira, um processo que faz o buraco negro rodar mais depressa. Buracos negros com uma rotação mais rápida, como XTE J1650-500 e GX 339-4, possuem uma companheira de pequena massa. Estas estrelas, de vida relativamente longa, têm estado a alimentar o buraco negro durante mais tempo, permitindo que este gire mais rapidamente. Cygnus X-1, com a sua companheira de vida curta, poderá não ter tempo para atingir uma tão elevada taxa de rotação.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_091703.html