O universo proporcionou um raro avanço para os pesquisadores que procuram um dos efeitos mais elusivos no céu noturno.
Entre as descobertas relatadas progresso científicoos cientistas descrevem as primeiras observações de um vórtice espiral no espaço-tempo associado a um buraco negro em rotação rápida.
Primeira evidência de arrasto de quadro de buraco negro
Este fenômeno é chamado de precessão Lense-Thirring ou arrasto de quadro. Refere-se à maneira como os buracos negros em rotação distorcem o espaço-tempo ao seu redor, puxando a matéria próxima (como as estrelas) e fazendo com que seus caminhos oscilem.
A equipe de pesquisa foi liderada pelo Observatório Astronômico Nacional da Academia Chinesa de Ciências e apoiada pela Universidade de Cardiff. Eles se concentraram no AT2020afhd, um evento de perturbação de marés (TDE) no qual uma estrela é dilacerada por um buraco negro supermassivo.
Quando uma estrela é destruída, seus restos formam um disco giratório ao redor do buraco negro. A partir deste disco, jatos intensos de material são lançados quase à velocidade da luz.
Oscilação cósmica de 20 dias observada em raios X e rádio
Ao rastrear padrões repetidos de raios X e sinais de rádio durante o evento, os pesquisadores descobriram que o disco e o jato oscilavam juntos. O movimento é repetido em um ciclo de 20 dias.
A ideia por trás deste efeito foi proposta pela primeira vez por Einstein em 1913 e posteriormente traduzida em forma matemática por Lense e Thirring em 1918. As novas medições apoiam uma previsão chave da relatividade geral e podem ajudar os cientistas a estudar a rotação do buraco negro, a física de acreção e como os jatos se formam.
Cosimo Incella, leitor da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Cardiff e um dos coautores do artigo, disse: “Nosso estudo mostra a evidência mais convincente até agora da precessão de lente-Tirling – onde buracos negros arrastam o espaço-tempo como um pião arrastando água em um vórtice”.
“Este é um verdadeiro presente para os físicos porque confirmamos previsões feitas há mais de um século. Não só isso, estas observações dizem-nos mais sobre a natureza dos eventos de perturbação das marés – quando uma estrela é dilacerada pela imensa atração gravitacional exercida por um buraco negro.
“Ao contrário dos TDEs estudados anteriormente com sinais de rádio estáveis, o sinal do AT2020afhd mostrou mudanças de curto prazo que não poderíamos atribuir à energia libertada pelo buraco negro e pelos seus componentes circundantes. Isto confirma ainda mais o efeito de arrasto nas nossas mentes e dá aos cientistas uma nova forma de detectar buracos negros.”
Dados Swift e VLA mais espectros
Para determinar o sinal de arrasto de quadro, a equipe analisou observações de raios X do Observatório Neil Garrels Swift (Swift) e medições de rádio do Karl Jansky Very Large Array (VLA).
Eles também examinaram a composição, estrutura e comportamento dos materiais envolvidos por meio de espectroscopia eletromagnética, o que os ajudou a descrever e identificar os efeitos.
“Ao mostrar que os buracos negros podem arrastar o espaço-tempo e criar este efeito de arrasto de fotogramas, também estamos a começar a compreender o mecanismo deste processo”, explica o Dr.
“Assim, tal como um objeto carregado cria um campo magnético à medida que gira, vemos como um objeto massivo em rotação, neste caso um buraco negro, pode criar um campo magnético gravitacional que afeta o movimento de estrelas próximas e de outros objetos cósmicos.
“É um lembrete de que, especialmente durante a época de férias, quando olhamos maravilhados para o céu noturno, temos a oportunidade de reconhecer objetos ainda mais extraordinários na variedade e no sabor que a natureza produz”.
O artigo “Detecção de co-precessão disco-jato em eventos de ruptura de marés” foi publicado em progresso científico.
