Nova rara radiografia revela um novo buraco negro na Via Láctea

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Swift J1745-26, com uma escala da lua como apareceria no campo de visão da Terra. Krimm

Em meados de setembro, o satélite Swift realizava seu negócio de várias ondas, observando explosões de raios gama brilhantes, raios X, ultravioleta ou eventos ópticos no céu, quando detectou uma maré crescente de alta energia Raios-X de uma fonte em direção ao centro de nossa galáxia Via Láctea. Mas isso era diferente de qualquer outra explosão detectada pelo satélite e, depois de observar o evento por alguns dias, os astrônomos sabiam que essa era uma nova rara radiografia. O que isso significava era que Swift havia detectado a presença de um buraco negro de massa estelar previamente desconhecido.

"As novas radiografias brilhantes são tão raras que são essencialmente eventos uma vez por missão e este é o primeiro que Swift viu", disse Neil Gehrels, do Goddard Space Flight Center, o principal investigador da missão. "Isso é realmente algo que estamos esperando".

O objeto foi nomeado Swift J1745-26 após as coordenadas de sua posição no céu. A nova está localizada a alguns graus do centro de nossa galáxia, em direção à constelação de Sagitário. Embora os astrônomos não saibam sua distância exata, eles acham que o objeto reside a cerca de 20.000 a 30.000 anos-luz de distância na região interna da galáxia.

Uma nova de raios-X é uma fonte de raios-X de vida curta que aparece repentinamente no céu e aumenta drasticamente a força por um período de alguns dias e depois diminui, desaparecendo por alguns meses. Ao contrário de uma nova convencional, onde o componente compacto é uma anã branca, uma nova de raios-X é causada por material - geralmente gás - caindo sobre uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

A fonte rapidamente iluminada desencadeou o Telescópio de Alerta de Explosão de Swift duas vezes na manhã de 16 de setembro e mais uma vez no dia seguinte.

Observatórios terrestres detectaram emissões de infravermelho e rádio, mas nuvens espessas de poeira obscurecedora impediram os astrônomos de capturar o Swift J1745-26 sob luz visível.

A nova atingiu um pico de raios-X - energias acima de 10.000 elétron-volts, ou milhares de vezes a luz visível - em 18 de setembro, quando atingiu uma intensidade equivalente à da famosa Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova que serve como um alvo de calibração para observatórios de alta energia e é considerada uma das fontes mais brilhantes além do sistema solar nessas energias.

Mesmo diminuindo com as energias mais altas, a nova brilhou nas emissões de energia mais baixa, ou mais macias, detectadas pelo telescópio de raios X de Swift, um comportamento típico das novas raios-x. Na quarta-feira, o Swift J1745-26 estava 30 vezes mais brilhante em raios-X suaves do que quando foi descoberto e continuou a brilhar.

"O padrão que estamos vendo é observado nas novas radiografias, onde o objeto central é um buraco negro. Quando os raios X desaparecerem, esperamos medir sua massa e confirmar seu status de buraco negro ”, disse Boris Sbarufatti, astrofísico do Observatório Brera em Milão, Itália, que atualmente está trabalhando com outros membros da equipe Swift na Penn State na Universidade. Park, Pa.

Geralmente, isso acontece em eventos como este: o buraco negro faz parte de um sistema binário com uma estrela normal semelhante ao sol. Um fluxo de material flui para um disco de acúmulo ao redor do buraco negro. Normalmente, o disco de espirais de gás entra constantemente no buraco negro, aquece e produz um brilho constante de raios-X. Mas, às vezes, por razões desconhecidas, o material é retido nas regiões externas, retido por algum mecanismo, quase como uma represa. Uma vez acumulado gás suficiente, a barragem rompe e uma inundação de gás surge em direção ao buraco negro, criando a nova explosão de raios-X.

"Cada explosão limpa o disco interno e, com pouca ou nenhuma matéria caindo em direção ao buraco negro, o sistema deixa de ser uma fonte brilhante de raios-X", disse John Cannizzo, astrofísico de Goddard. "Décadas depois, depois de acumular gás suficiente no disco externo, ele volta novamente ao seu estado quente e envia um dilúvio de gás em direção ao buraco negro, resultando em uma nova explosão de raios-X."

Esse fenômeno, chamado ciclo limite termo-viscoso, ajuda os astrônomos a explicar explosões transitórias em uma ampla gama de sistemas, de discos protoplanetários em torno de estrelas jovens a novas anãs - onde o objeto central é uma estrela anã branca - e até a emissão brilhante de supermassivos buracos negros no coração de galáxias distantes.

Estima-se que nossa galáxia deve abrigar cerca de 100 milhões de buracos negros de massa estelar. A maioria delas é invisível para nós e apenas cerca de uma dúzia foi identificada.

Swift descobre cerca de 100 explosões por ano. O Telescópio de Alerta de Explosão detecta GRBs e outros eventos e determina com precisão suas posições no céu. Swift então retransmite uma estimativa de posição de 3 minutos de arco para o solo dentro de 20 segundos após a detecção inicial, permitindo que os observatórios terrestres e outros observatórios espaciais também tenham a chance de observar o evento. A espaçonave Swift em si "rapidamente" - em menos de aproximadamente 90 segundos - e se autonomamente se posiciona para trazer a localização da rajada para o campo de visão dos telescópios sensíveis a raios X e UV / ópticos de campo estreito para observar o pós-brilho e coletar dados .

Fonte: NASA

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