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quarta-feira, 1 de fevereiro de 2017

O buraco negro central da Via Láctea está ejetando bolas cósmicas

Sim, ele sempre nos surpreende...

O buraco negro supermassivo que habita o centro da nossa galáxia pode ser considerado bastante "dócil", mas ainda assim, ele tem seus dias de fúria...



Recentemente, os astrônomos perceberam que nosso buraco negro central está ejetando bolas de gás em nossa direção. Cada "pequena" bola cuspida tem o tamanho aproximado de Júpiter! E uma nova simulação apresentada agora em 2017, na Reunião de Inverno da American Astronomical Society mostra como podemos registrar esses eventos.

A cada dez mil anos ou mais, uma estrela azarada passa muito perto do buraco negro central da Via Láctea. As forças gravitacionais de maré sugam a estrela, fazendo com que ela adquira a forma de um espagueti. Com isso, cria-se um fluxo de gás em rotação que arremessa metade da massa da estrela para o espaço galático, enquanto a outra metade é devorada pelo buraco negro. Parte do gás pode se afastar suficientemente do buraco negro e se dividir em fragmentos de tamanho planetário.


Ilustração artística de um buraco negro engolindo uma estrela.
Créditos: divulgação

Esse evento chamado "evento de ruptura das marés" cria cerca de 100 ou mais fragmentos de tamanho entre Netuno e Júpiter, que são lançados a incríveis velocidades de 1.000 a 10.000 quilômetros por segundo.


Rastreando as bolas cósmicas

Astronomicamente falando, seria muito difícil identificar as ejeções cósmicas de um buraco negro, já que elas ocorrem no centro da Via Láctea e são relativamente pequenas. Logo vem a pergunta: será que conseguimos detectar todas elas? Eden Girma, estudante da Universidade de Harvard e membro do Banneker / Aztlan Institute, se dispôs a responder essa pergunta.





Eden Girma simulou o caminho que esses fragmentos fariam à medida que saíam do buraco negro. Ela fez isso primeiramente simulando a ruptura de 50 estrelas. Então, para cada um desses eventos de ruptura de maré, ela somou as forças sobre os fragmentos que se formaram, rastreando suas trajetórias por mais de 10 bilhões de anos e observando se os fragmentos permaneciam ligados à galáxia ou se escapariam completamente. O vídeo abaixo mostra a simulação feita por ela. O ponto amarelo mostra a posição do Sol na galáxia em relação à posição do buraco negro central.

A simulação nos mostra que apenas 5% permanecem ligados ao buraco negro, e provavelmente dentro de várias centenas de anos-luz, nunca se aproximando suficientemente da Terra para serem detectáveis. Mas a grande maioria, segundo Eden, escapa não apenas do buraco negro, como também da Galáxia. 95% dos fragmentos ejetados saíram da Via Láctea em diferentes direções, a velocidades de aproximadamente 10.000 km/s, chegando a mais de 10 milhões de anos-luz de distância.


Planetas errantes?

Com base em suas velocidades de escape e trajetórias, Eden estima que esses objetos chegariam numa proximidade máxima de 700 anos-luz de distância. Esses fragmentos estelares se parecem com planetas errantes por conta de suas altas velocidades. Planeta errante é um planeta que foi expulso de seu sistema, seja por conta de um impacto ou por interações gravitacionais. Esses planetas vagam pelo espaço interestelar, e hora ou outra, são detectados daqui da Terra.



Mas apesar de terem a massa de planetas gigantes gasosos, eles são bem diferentes de planetas reais. Ao contrário dos planetas errantes, eles não se formam ao longo de milhões de anos, mas sim em um ou dois anos. Eles são formados principalmente por hidrogênio e hélio, que compunham a estrela original.


Ilustração artística de um planeta errante (planeta perdido no espaço interestelar

após ser arremessado por forças gravitacionais ou de impacto).
Créditos: NASA / Caltech / divulgação

Mas sua detecção não é fácil. Esses fragmentos ejetados pelos buracos negros são fontes de infravermelho fraco, por conta do calor de sua formação. Embora essas fontes fracas estejam fora do alcance dos telescópios atuais, o Telescópio Espacial James Webb pode ser capaz de detectá-los. Mas teremos que ter um pouco de paciência, afinal, o James Webb só será lançado em outubro de 2018.

Outra opção é que o futuro Telescópio Large Synoptic Survey (que examinará todo o céu visível a partir do hemisfério sul, todos os dias) que será lançado em meados de 2022, possa detectar o brilho tênue de uma estrela de fundo conforme um fragmento do tamanho de um planeta passa na sua frente. Essa técnica chamada "lente gravitacional" ainda é difícil de ser utilizada através dos telescópios atuais.





    As chances de detectarmos as cuspidas cósmicas de um buraco negro central não são pequenas. Vale lembrar que a nossa galáxia vizinha (Andrômeda) também possui seu buraco negro central, que provavelmente, também está ejetando bolas cósmicas para o espaço. Basta encontrarmos uma forma de enxergá-las!








    Imagens: (capa-ilustração/NASA) / divulgação / NASA / Caltech


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