Chandra confirma limites dos buracos negros

2005-04-07

Em cima: Buraco de Lockman (nome atribuído em homenagem ao astrónomo Félix Lockman, que descobriu que esta região da Galáxia está quase liberta de absorção por hidrogénio neutro) mostrando centenas de fontes de raios-X – as vermelhas mais frias que as azuis. A elevada resolução do Chandra permitiu identificar nesta imagem muitos buracos negros de massa elevada. Combinando esta imagem com as dos Campos Profundos Norte e Sul do Chandra, os astrónomos puderam construir o mais completo censo de buracos negros, até à data, no Universo. Crédito: NASA/CXC/U. Wisconsin/A.Barger et al. Ao centro: ilustração de um buraco negro com massa entre 10 e 100 milhões de sóis, que é obscurecido por uma nuvem de gás em forma de toro. Em baixo: ilustração de um buraco negro com massa superior a 100 milhões de sóis, que está rodeado por uma nuvem de gás muito menos espessa. Credito: NASA/CXC/M.Weiss.
O Observatório de Raios-X Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
) obteve novos dados que estão a confirmar o trabalho teórico recente sobre o crescimento dos buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
e das galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
. Os buracos negros de maiores dimensões crescem até um determinado ponto, a partir do qual esse crescimento pára. Buracos negros gigantes - com pelo menos 100 milhões de vezes a massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
– aumentaram o seu tamanho alimentando-se de uma forma voraz, durante a fase do Universo primitivo. Depois, há milhares de milhões de anos, terão ficado sem alimento, entrando numa espécie de regime de abstinência forçada. Por outro lado, os buracos negros com massa compreendida entre os 10 e os 100 milhões de massas solares
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
seguiram um plano de dieta mais controlado, ingerindo, pouco a pouco, pequenas porções de gás e poeira e, por isso, ainda hoje continuam a crescer.

Uma das revelações foi a de que parece existir uma forte conexão entre o crescimento dos buracos negros e o nascimento de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
. Os astrónomos tinham realizado previamente estudos cuidados sobre a taxa de natalidade das estrelas nas galáxias, mas não sabiam muito a respeito dos buracos negros existentes no seu centro. O que acontece é que estas galáxias perdem material para os seus buracos negros centrais, ao mesmo tempo que fabricam as suas estrelas. Qualquer que seja o mecanismo que governa a formação das estrelas nas galáxias, também governa o crescimento dos buracos negros.

Os astrónomos realizaram um censo preciso dos buracos negros activos e de maiores dimensões, localizados a grandes distâncias, e também dos relativamente menores e mais calmos, situados em regiões próximas. Agora, pela primeira vez, foram contabilizados correctamente os buracos negros intermédios.

O estudo baseou-se nas imagens mais profundas de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
alguma vez obtidas, dos Campos Profundos Norte e Sul do Chandra. Em particular, observou-se uma vasta área chave, com o nome de “Buraco de Lockman” (Lockman Hole). A distância às fontes de raios-X foi determinada posteriormente através de espectroscopia óptica realizada pelo Telescópio Keck
W. M. Keck Observatory
O Observatório W. M. Keck é operado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e pela NASA, e encontra-se localizado em Mauna Kea, no Havai. O observatório é constituído por dois telescópios gémeos de 10 metros, o Keck I e o Keck II.
de 10 m, e mostra que os buracos negros estão localizados a uma distância compreendida entre mil milhões e 12 mil milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
.

O Chandra descobriu que muitos dos buracos negros com massa inferior a 100 milhões de sóis estão imersos em grandes quantidades de poeira e gás, o que impede a detecção da luz visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
emitida pelo gás quente que existe nas proximidades do buraco negro. Como os raios-X são mais energéticos, são capazes de penetrar através do gás e da poeira, e por isso as imagens de longa exposição de raios-X são cruciais para encontrar buracos negros que, de outra forma, nunca seriam descobertos.

No entanto, os buracos negros de maiores dimensões não mostram grandes sinais de serem obscurecidos pelo gás e pela poeira. Talvez ventos poderosos, gerados no processo frenético de ingestão de matéria levado a cabo por este tipo de buracos negros, podem ter feito desaparecer o gás e a poeira que se encontravam na sua proximidade.

Outros aspectos do crescimento dos buracos negros foram desvendados. Por exemplo, descobriu-se que o tamanho típico das galáxias que albergam buracos negros de massa elevada em formação se reduz com o tempo cósmico. Esta “contracção cósmica” foi previamente observada em galáxias onde ocorria formação estelar. Os resultados divulgados relacionam-se bem com as observações realizadas em galáxias próximas, que indicam que a massa dos buracos negros gigantes é proporcional à massa da região central da galáxia que o hospeda.

Este estudo foi publicado em Fevereiro passado no Astronomical Journal, por uma equipa da qual fazem parte: Amy Barger, da Universidade de Wisconsin em Madison e da Universidade do Havai; Richard Mushotzky, do Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt; Len Cowie, Wei-Hao Wang, e Peter Capak, do Instituto para a Astronomia, da Universidade do Havaii; Yuxuan Yang, do GSFC e da Universidade de Maryland, College Park; e Aaron Steffen, da Universidade de Wisconsin, Madison.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/05_releases/press_021505.html