Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para obter uma nova visão das explosões de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Novos modelos baseados nestas observações poderão ajudar os cientistas a obter informações sobre como os buracos negros emitem estas explosões e revelar o papel que os campos magnéticos desempenham na formação do material que rodeia estes titãs cósmicos.
A equipe, que incluía Sebastiano von Fellenberg, do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha, observou Sagitário A* (Sgr A*) aparece pela primeira vez na região do infravermelho médio. Flares foram observados anteriormente na região do infravermelho próximo e em outros comprimentos de onda de luz, cada um fornecendo uma visão diferente do mesmo flare. Isso é por causa de todas as mudanças que aconteceram buraco negro Flares que emitem e desaparecem não existem para todos os diferentes comprimentos de onda de luz. Portanto, observações de erupções em diferentes comprimentos de onda podem ajudar a compreender melhor os mecanismos pelos quais os buracos negros emitem erupções e as escalas de tempo em que essas erupções evoluem.
“Os dados do infravermelho médio são empolgantes porque com os novos dados do JWST podemos preencher a lacuna entre o rádio e as regiões do infravermelho próximo, que tem sido uma ‘lacuna’ no espectro Sgr A*”, disse von Fellenberg ao Space.com. “Por um lado, as nossas erupções no infravermelho médio parecem típicas erupções no infravermelho próximo, por isso sabemos agora que as erupções também ocorrem na região do infravermelho médio – o que não é trivial, por exemplo, a variabilidade do rádio parece completamente diferente, e não vemos um pico claro semelhante a uma explosão na curva de luz.”
“Enquanto isso”, continuou von Fehrenberger, “os resultados foram ainda mais longe”.
Ele explicou que, pela primeira vez, a equipe foi capaz de observar quatro comprimentos de onda diferentes de luz simultaneamente usando um instrumento. Isso lhes permitiu medir o chamado índice espectral do infravermelho médio.
Saiba mais sobre as explosões de buracos negros
Um dos aspectos mais famosos dos buracos negros é que eles estão cercados por uma região externa chamada “horizonte de eventos”, onde a influência gravitacional do buraco negro se torna tão grande que nem mesmo a luz pode se mover rápido o suficiente para escapar de seu alcance e viajar em uma direção até o buraco negro. Singularidade em sua essência. Isso significa que os buracos negros não emitem luz ou radiação eletromagnética.
Para ser justo, isso pode tornar o estudo de Sgr A*, um buraco negro com massa equivalente a mais de 4 milhões de sóis em qualquer comprimento de onda de radiação eletromagnética, um pouco estranho.
No entanto, o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia emite explosões periódicas. A causa destes “soluços” é desconhecida, mas simulações de buracos negros supermassivos sugerem que podem ser o resultado de interações entre campos magnéticos circundantes. Quando as linhas do campo magnético se tocam e se conectam, uma grande quantidade de energia é liberada e, como subproduto, é liberado um tipo de radiação chamada “radiação síncrotron”.
O facto de o índice espectral do infravermelho médio da explosão de Sagitário A* mudar ao longo da vida da explosão revelou à equipa que um fenómeno chamado “arrefecimento síncrotron” está a ocorrer em torno de Sagitário A*. O resfriamento síncrotron ocorre quando elétrons em alta velocidade perdem energia emitindo a radiação síncrotron mencionada acima. Esta energia alimenta a emissão observada no infravermelho médio.
“A existência deste comportamento esperado não foi confirmada antes devido à falta de observações multifrequenciais de alta sensibilidade”, disse von Fellenberg. “O que é legal é que, como a taxa de resfriamento, a escala de tempo de resfriamento, depende da intensidade do campo magnético, agora podemos fazer medições para uma determinada explosão.”
Os investigadores explicam que embora a intensidade do campo magnético possa ser medida com explosões no infravermelho próximo, estas medições não permitem aos cientistas medir a intensidade do campo magnético independentemente de outros parâmetros, como o número total de eletrões na área emissora.
“Este novo método de determinação da intensidade do campo magnético é particularmente útil porque é muito ‘limpo’ e não requer muitas suposições na medição”, continuou von Fellenberg. “Isto é muito útil para modelos teóricos, uma vez que a intensidade do campo magnético é muito importante e, portanto, o Sgr A* é fracamente restringido a este respeito.”
Os cientistas explicaram que essas observações não teriam sido possíveis sem o JWST, especificamente o modo de operação do Espectrômetro de Resolução Moderada (MRS) do Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI).
“Para alcançar uma sensibilidade tão elevada no infravermelho médio, é necessário ir para o espaço, já que a atmosfera perturba gravemente as observações terrestres neste comprimento de onda”, disse von Fellenberg. “Além disso, o instrumento MIRI/MRS é o primeiro a fornecer uma cobertura de comprimento de onda tão ampla para Sgr A*, que é um pré-requisito para medir o índice espectral, por isso é realmente um golpe duplo!”
Os resultados da pesquisa da equipe podem ser encontrados no site do repositório de artigos arXivexistem dois Documentos de apoio Também postado em Lugar.
