A acreção nos buracos negros

2006-06-23

Em cima: Ilustração dos campos magnéticos que podem produzir o vento observado em GRO J1655-40. A pressão criada pelos campos magnéticos pode levar o gás a subir e sair do disco, resultando o vento detectado pelo Chandra. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss. Em baixo: o desfasamento do espectro observado em raios-X de GRO J1655-40 (a azul) relativamente ao esperado (a amarelo) é causado pelo efeito de Doppler, o que mostra que o gás está em movimento na nossa direcção. Crédito: NASA/CXC/U.Michigan/J.Miller et al.
Os 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.
não se podem ver directamente, mas pode-se detectar a sua presença devido à radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
emitida pela matéria quando esta cai no buraco negro. Estima-se que até um quarto da radiação total do Universo emitida desde o Big Bang tem origem em matéria engolida por buracos negros de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada (como por exemplo, os que se encontram no centro dos quasares
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
).

Os buracos negros formam à sua volta discos de acreção
disco de acreção
Disco composto por gás e poeira interestelares que pode circundar buracos negros, estrelas de neutrões, variáveis cataclísmicas, ou estrelas em formação.
, constituídos pela matéria e gás que se encontram na sua vizinhança. Embora se saiba que o processo de acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
é essencial para grande parte dos fenómenos de alta energia que se observa nos buracos negros, tem sido difícil determinar observacionalmente quais os mecanismos que permitem o processo de acreção.

O efeito gravitacional do buraco negro não é suficiente para que o gás do disco de acreção perca energia e caia no buraco negro à taxa necessária para explicar as observações. O gás tem de perder parte do seu momento angular, através de fricção ou ventos, antes de iniciar um movimento espiral para dentro do buraco negro, senão, manter-se-ia em órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
à volta do buraco negro por muito tempo.

Há cerca de 30 anos, surgiu a teoria que a turbulência magnética poderia gerar fricção no disco e dar origem a um vento que levasse o momento angular para fora, permitindo que o gás caísse para o buraco negro. Mas a comprovação observacional tem sido extremamente difícil de obter.

Agora, observações realizadas pelo Observatório Espacial 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.
) permitiram que uma equipa de investigadores, liderados por J. Miller (Universidade de Michigan, EUA), provasse que a acreção nos buracos negros é fundamentalmente um processo magnético.

O objecto estudado, GRO J1655-40, é um sistema binário, no qual um buraco negro se encontra a roubar matéria da estrela
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.
companheira. Os espectros mostraram a presença de um vento proveniente do disco de J1655-40, cuja velocidade e densidade
densidade
Em Astrofísica, densidade é o mesmo que massa volúmica: é a massa por unidade de volume.
, quando comparadas com as simulações teóricas, correspondem a um vento com origem em processos magnéticos. A análise espectral detalhada, comparada com os modelos teóricos, mostrou que o vento só pode ter origem na pressão gerada pela viscosidade magnética interna do disco, ou forças magnetocentrífugas. Este resultado demonstra que os discos de acreção em buracos negros são fundamentalmente um processo magnético.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/photo/2006/j1655/press_062106.html