Imagem do Hubble de luz visível do jato emitida pelo buraco negro de 3 bilhões de massas solares no coração da galáxia M87 (fevereiro de 1998) Crédito: NASA / ESA e John Biretta (STScI / JHU)
Embora os buracos negros - por sua definição e natureza - sejam os últimos acumuladores do Universo, reunindo e devorando matéria e energia na medida em que nem a luz possa escapar de suas garras gravitacionais, eles também costumam exibir o estranho comportamento de arremessar quantidades de material longe deles também, na forma de jatos que explodem centenas de milhares - se não milhões - de anos-luz no espaço. Esses jatos contêm plasma superaquecido que não ultrapassou o horizonte de eventos do buraco negro, mas foi "girado" por sua poderosa gravidade e intensa rotação e acabou sendo disparado para fora como se fosse um enorme canhão cósmico.
Os mecanismos exatos de como tudo isso funciona não são precisamente conhecidos como buracos negros, são notoriamente difíceis de observar, e um dos aspectos mais desconcertantes do comportamento do jato é o motivo pelo qual eles sempre parecem estar alinhados com o eixo rotacional do preto que se alimenta ativamente. buraco, bem como perpendicular ao disco de acréscimo que o acompanha. Agora, novas pesquisas usando modelos avançados de computador 3D estão apoiando a ideia de que a taxa de rotação aumentada dos buracos negros combinada com o magnetismo do plasma é responsável pela modelagem dos jatos.
Em um artigo recente publicado na revista Ciência, professor assistente da Universidade de Maryland Jonathan McKinney, diretor do Instituto Kavli Roger Blandford e Alexander Tchekhovskoy da Universidade de Princeton relatam suas descobertas feitas usando simulações em computador da física complexa encontrada nas proximidades de um buraco negro supermassivo em alimentação. Esses GRMHD - que significam Magnetohidrodinâmica Relativística Geral - simuladores de computador seguem as interações de literalmente milhões de partículas sob a influência da relatividade geral e a física dos plasmas magnetizados relativísticos ... basicamente, o material realmente super-quente encontrado no disco de acúmulo de um buraco negro .
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O que McKinney et al. encontrado em suas simulações foi que, não importa como inicialmente orientassem os jatos do buraco negro, eles sempre acabavam alinhados com o eixo de rotação do próprio buraco negro - exatamente o que foi encontrado em observações do mundo real. A equipe descobriu que isso é causado pelas linhas do campo magnético geradas pelo plasma que são torcidas pela intensa rotação do buraco negro, reunindo o plasma em jatos estreitos e focados, que se afastam dos eixos de rotação - geralmente nos dois pólos.
A distâncias maiores, a influência do giro do buraco negro enfraquece e, assim, os jatos podem começar a se separar ou desviar-se de seus caminhos iniciais - novamente, o que foi visto em muitas observações.
Esse mecanismo de “alinhamento magneto-spin”, como a equipe o chama, parece ser mais prevalente em buracos negros supermassivos ativos cujo disco de acúmulo é mais espesso do que fino - o resultado de ter uma taxa muito alta ou muito baixa de queda importam. É o caso da galáxia elíptica gigante M87, vista acima, que exibe um jato brilhante criado por um buraco negro de 3 bilhões de massa solar no centro, bem como o SMBH de massa solar de 4 milhões de massa, muito menos massivo no centro de nossa própria galáxia, Sgr A *.
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Usando essas descobertas, é possível fazer melhor previsões futuras sobre o comportamento da matéria acelerada que cai no coração de nossa galáxia.
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Imagem inserida: Instantâneo de um sistema de buraco negro simulado. (McKinney et al.) Fonte: Instituto Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas (KIPAC)
