NASA/CXC/M. Weiss
Parece uma bola de futebol americano: buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea está a girar tão depressa que está a deformar o espaço-tempo à sua volta.
Segundo um novo estudo que utiliza dados do Observatório de Raios X Chandra da NASA e do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea está a girar tão depressa que está a deformar o espaço-tempo à sua volta, dando-lhe uma forma que pode parecer uma bola de futebol americano.
Os astrónomos chamam a este buraco negro gigante Sagitário A* (Sgr A*), que se encontra a cerca de 26.000 anos-luz de distância da Terra, no centro da nossa Galáxia.
Os buracos negros têm duas propriedades fundamentais: a sua massa e a sua rotação (a rapidez com que giram). A determinação de qualquer um destes dois valores diz muito aos cientistas sobre qualquer buraco negro e sobre o seu comportamento.
Uma equipa de investigadores aplicou um novo método que utiliza dados de raios X e rádio para determinar a velocidade de rotação de Sgr A* com base na forma como o material flui em direção ao buraco negro e se afasta dele. Descobriram que Sgr A* está a girar com uma velocidade angular – o número de rotações por segundo – que é cerca de 60% do valor máximo possível, um limite estabelecido pelo facto da matéria não poder viajar mais depressa do que a velocidade da luz.
No passado, diferentes astrónomos fizeram várias outras estimativas da velocidade de rotação de Sgr A* utilizando outras técnicas, com resultados que variaram entre não girar de todo e girar quase à velocidade máxima.
“O nosso trabalho pode ajudar a resolver a questão da velocidade de rotação do buraco negro supermassivo da nossa Galáxia”, disse Ruth Daly, da Universidade do Estado da Pensilvânia, que é a principal autora do novo estudo. “Os nossos resultados indicam que Sgr A* está a girar muito depressa, o que só por si é interessante e tem muitas implicações”.
Um buraco negro em rotação puxa o “espaço-tempo” (a combinação do tempo e das três dimensões do espaço) e a matéria próxima à sua volta enquanto gira. O espaço-tempo à volta do buraco negro em rotação é também esmagado. Olhando para um buraco negro de cima para baixo, ao longo de qualquer jato que produza, o espaço-tempo tem uma forma circular. No entanto, olhando para o buraco negro a girar de lado, o espaço-tempo tem a forma de uma bola de futebol americano. Quanto mais rápida a rotação, mais achatada é a bola.
A rotação de um buraco negro pode atuar como uma importante fonte de energia. Os buracos negros supermassivos em rotação podem produzir fluxos colimados, ou seja, feixes estreitos de matéria, como jatos, quando a sua energia rotacional é extraída, o que exige que exista pelo menos alguma matéria na vizinhança do buraco negro. Devido ao combustível limitado em torno de Sgr A*, este buraco negro tem estado relativamente calmo nos últimos milénios, com jatos relativamente fracos. Este trabalho, no entanto, mostra que isto pode mudar se a quantidade de matéria na vizinhança de Sgr A* aumentar.
Um novo estudo mostra que o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea (abreviação Sgr A*) está a girar muito depressa. Os cientistas descobriram que está a girar a 60% da velocidade máxima possível, um limite estabelecido pelo facto da matéria não poder viajar mais depressa do que a velocidade da luz. Esta imagem mostra Sgr A* em raios X pelo Chandra.
“Um buraco negro em rotação é como um foguetão na rampa de lançamento“, disse Biny Sebastian, coautor da Universidade de Manitoba em Winnipeg, Canadá. “Quando o material se aproxima o suficiente, é como se alguém tivesse abastecido o foguetão e carregado no botão de lançamento.”
Isto significa que, no futuro, se as propriedades da matéria e a intensidade do campo magnético próximo do buraco negro se alterarem, parte da enorme energia rotacional do buraco negro poderá impulsionar fluxos mais fortes. Esta fonte de matéria pode vir do gás ou dos remanescentes de uma estrela despedaçada pela gravidade do buraco negro, caso essa estrela se aproxime demasiado de Sgr A*.
“Os jatos alimentados e colimados pelo buraco negro central de uma galáxia podem afetar profundamente o fornecimento de gás a uma galáxia inteira, o que afeta a rapidez com que as estrelas se podem formar, e até se se podem formar de todo”, disse a coautora Megan Donahue da Universidade Estatal de Michigan. “As ‘bolhas de Fermi’ observadas em raios X e raios gama em torno do buraco negro da nossa Via Láctea mostram que Sgr A* esteve provavelmente ativo no passado. A medição da rotação do nosso buraco negro é um teste importante deste cenário”.
Para determinar a rotação de Sgr A*, os autores usaram um método teórico empírico, referido como “método do fluxo”, que detalha a relação entre a rotação do buraco negro e a sua massa, as propriedades da matéria perto do buraco negro e as propriedades do fluxo. O fluxo colimado produz as ondas de rádio, enquanto o disco de gás que rodeia o buraco negro é responsável pela emissão de raios X. Usando este método, os investigadores combinaram os dados do Chandra e do VLA com uma estimativa independente da massa do buraco negro, obtida por outros telescópios, para restringir a rotação de Sgr A*.
“Temos uma visão especial de Sgr A* porque é o buraco negro supermassivo mais próximo de nós”, disse a coautora Anan Lu da Universidade McGill em Montreal, Canadá. “Embora esteja calmo neste momento, o nosso trabalho mostra que, no futuro, dará um pontapé incrivelmente poderoso na matéria circundante. Isso pode acontecer daqui a mil ou um milhão de anos, ou pode acontecer ainda durante a nossa vida”.
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