A Matriz de Telescópio Espectroscópico Nuclear da NASA (NuSTAR) capturou um evento espetacular: a gravidade de um buraco negro supermassivo puxando a luz de raios-X nas proximidades.
Em questão de dias, a coroa - uma nuvem de partículas que se aproxima da velocidade da luz - caiu em direção ao buraco negro. As observações são um teste poderoso da teoria da relatividade geral de Einstein, que diz que a gravidade pode dobrar o espaço-tempo, o tecido que molda nosso universo e a luz que viaja através dele.
"A coroa caiu recentemente em direção ao buraco negro, com o resultado de que a intensa gravidade do buraco negro puxou toda a luz para o disco circundante, onde o material está espiralando para dentro", disse o co-autor Michael Parker, do Instituto de Astronomia de Cambridge, Estados Unidos. Reino, em um comunicado de imprensa.
O buraco negro supermassivo, conhecido como Markarian 335, fica a cerca de 324 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação de Pegasus. Um sistema tão extremo comprime cerca de 10 milhões de vezes a massa do Sol em uma região com apenas 30 vezes o diâmetro do Sol. Ele gira tão rapidamente que o espaço e o tempo são arrastados com ele.
O satélite Swift da NASA monitora o Mrk 335 há anos, observando recentemente uma mudança drástica no brilho dos raios X. Portanto, o NuSTAR foi redirecionado para dar uma segunda olhada no sistema.
O NuSTAR coleciona raios-X de buracos negros e estrelas moribundas nos últimos dois anos. Sua especialidade é analisar raios-X de alta energia na faixa de 3 a 79 kiloelétrons-volts. Observações à luz de raios X de menor energia mostram um buraco negro obscurecido por nuvens de gás e poeira. Mas o NuSTAR pode dar uma olhada detalhada no que está acontecendo perto do horizonte de eventos, a região em torno de uma forma de buraco negro cuja luz não pode mais escapar do alcance da gravidade.
Especificamente, o NuSTAR pode ver a luz direta da coroa e sua luz refletida no disco de acúmulo. Mas, neste caso, a luz está embaçada devido à combinação de alguns fatores. Primeiro, o deslocamento do doppler está afetando o disco giratório. No lado que gira para longe de nós, a luz é deslocada para comprimentos de onda mais vermelhos (e, portanto, energia mais baixa), enquanto no lado que gira em nossa direção, a luz é deslocada para comprimentos de onda mais azuis (e, portanto, energia mais alta). Um segundo efeito tem a ver com as enormes velocidades do buraco negro em rotação. E um efeito final é da gravidade do buraco negro, que puxa a luz, causando perda de energia.
Todos esses fatores fazem com que a luz esfregue.
Curiosamente, as observações do NuSTAR também revelaram que o aperto da gravidade do buraco negro puxou a luz da coroa para a parte interna do disco de acreção, iluminando-a melhor. A NASA explica que, como se alguém tivesse acendido uma lanterna para os astrônomos, a mudança da coroa iluminou a região exata que eles queriam estudar.
“Ainda não entendemos exatamente como a coroa é produzida ou por que ela muda de forma, mas a vemos iluminando o material em torno do buraco negro, permitindo estudar as regiões tão próximas dos efeitos descritos pela teoria da relatividade geral de Einstein. se tornar proeminente ”, disse a pesquisadora principal do NuSTAR, Fiona Harrison, do Instituto de Tecnologia da Califórnia. "A capacidade sem precedentes do NuSTAR de observar esse e outros eventos semelhantes nos permite estudar os efeitos mais extremos da distorção da luz da relatividade geral".
Os novos dados provavelmente lançarão luz sobre essas misteriosas coronas, onde as leis da física são levadas ao limite.
O artigo foi publicado nos avisos mensais da Royal Astronomical Society e está disponível online.
