eso2212pt-br — Nota de imprensa científica
Astrônomos detectam bolha de gás quente em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea
22 de Setembro de 2022
Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos descobriram sinais de um ”ponto quente” em órbita de Sagitário A*, o buraco negro no centro da nossa Galáxia. A descoberta nos ajuda a entender melhor o ambiente enigmático e dinâmico do nosso buraco negro supermassivo.
“Achamos que estamos olhando para uma bolha quente de gás girando em torno de Sagitário A* em uma órbita semelhante em tamanho à do planeta Mercúrio, mas fazendo um ciclo completo em apenas cerca de 70 minutos. Isso requer uma velocidade de cerca de 30% da velocidade da luz!”, explica Maciek Wielgus do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, na Alemanha, que liderou este estudo publicado hoje na revista Astronomy & Astrophysics.
As observações foram obtidas com o ALMA nos Andes chilenos — um radiotelescópio que pertence parcialmente ao Observatório Europeu do Sul (ESO) — durante uma campanha da Colaboração EHT (Event Horizon Telescope) destinada a obter imagens de buracos negros. Em Abril de 2017, o EHT conectou oito radiotelescópios existentes em todo o mundo, incluindo o ALMA, para obter dados que resultaram na primeira imagem de Sagitário A*, recentemente divulgada. Para calibrar os dados EHT, Wielgus e colegas, que são membros da Colaboração EHT, usaram dados ALMA registrados simultaneamente com as observações EHT de Sagitário A*. Para surpresa da equipe, havia mais pistas escondidas nas medições obtidas apenas com o ALMA sobre a natureza do buraco negro.
Por acaso, algumas das observações tinham sido realizadas pouco depois de uma explosão de energia de raios-X emitida a partir do centro da nossa Galáxia, que foi detectada pelo Telescópio Espacial Chandra da NASA. Acredita-se que esses tipos de explosões, observadas anteriormente por telescópios infravermelhos e de raios-X, estejam associadas aos chamados “pontos quentes”, bolhas de gás quente que se deslocam a altas velocidades em órbitas muito próximas do buraco negro.
“O que é mesmo novo e interessante é o fato destas explosões estarem, até agora, apenas claramente presentes em observações infravermelhas e de raios-X de Sagitário A*. Estamos, pela primeira vez, vendo fortes indicações de que pontos quentes orbitando o buraco negro também estão presentes em observações de rádio”, disse Wielgus, também afiliado ao Centro Astronômico Nicolau Copérnico, Polônia, e à Iniciativa Buraco Negro da Universidade de Harvard, EUA.
“Talvez estes pontos quentes detectados nos comprimentos de onda do infravermelho sejam uma manifestação do mesmo fenômeno físico: à medida que esfriam, os pontos quentes que emitem no infravermelho tornam-se visíveis em comprimentos de onda mais longos, como os observados pelo ALMA e pelo EHT”, acrescenta Jesse Vos, estudante de doutorado na Universidade Radboud, na Holanda, também envolvido neste estudo.
Pensou-se durante muito tempo que estas explosões teriam origem nas interações magnéticas do gás muito quente que orbita muito próximo de Sagitário A* e, de fato, estes novos resultados apoiam esta ideia. “Descobrimos agora fortes evidências para uma origem magnética destas explosões e as nossas observações nos dão pistas sobre a geometria do processo. Os novos dados são extremamente úteis na construção de uma interpretação teórica destes eventos”, diz a co-autora Monika Mościbrodzka da Universidade Radboud.
O ALMA permite aos astrônomos estudar emissão de rádio polarizada de Sagitário A*, a qual pode ser usada para investigar o campo magnético do buraco negro. A equipe utilizou estas observações juntamente com modelos teóricos para aprender mais sobre a formação do ponto quente e o ambiente em que se encontra, incluindo o campo magnético que rodeia Sagitário A*. Esta pesquisa coloca limites mais fortes na forma deste campo magnético do que os conseguidos em observações anteriores, ajudando os astrônomos a descobrir a natureza do nosso buraco negro e seus arredores.
As observações confirmam algumas das descobertas anteriores feitas com o auxílio do instrumento GRAVITY montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, que observa no infravermelho. Tanto os dados do GRAVITY como os do ALMA sugerem que a explosão tem origem em um aglomerado de gás que orbita em torno do buraco negro a cerca de 30% da velocidade da luz no sentido horário no céu, com a órbita do ponto quente quase de frente para nós.
“No futuro devemos ser capazes de seguir pontos quentes ao longo de várias frequências, usando observações coordenadas multi comprimentos de onda, obtidas tanto com o GRAVITY como com o ALMA — o sucesso de tal esforço seria um verdadeiro marco na nossa compreensão da física das explosões no Centro Galáctico”, diz Ivan Marti-Vidal da Universidade de Valência, Espanha, co-autor do estudo.
A equipe espera também conseguir observar diretamente com o EHT os aglomerados de gás, para sondar cada vez mais perto do buraco negro e aprender mais sobre ele. “Talvez um dia estejamos confortáveis o suficiente para dizer que “sabemos” o que se passa em Sagitário A*”, conclui Wielgus.
Mais Informações
Esta pesquisa foi apresentada no artigo intitulado “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations” publicado na revista Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244493).
A equipe é composta por: M. Wielgus (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Alemanha [MPIfR]; Centro Astronômico Nicolau Copérnico, Academia de Ciências Polaca, Polônia; Black Hole Initiative at Harvard University, EUA [BHI]), M. Moscibrodzka (Departamento de Astrofísica, Universidade Radboud, Holanda [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, EUA e BHI), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Espanha), J. Farah (Las Cumbres Observatory, EUA; University of California, Santa Barbara, EUA), N. Marchili (Centro Regional ALMA italiano, INAF-Istituto di Radioastronomia, Itália e MPIfR), C. Goddi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Itália e Universidade de São Paulo, Brasil) e H. Messias (Joint ALMA Observatory, Chile).
O Observatório Europeu do Sul (ESO) permite que cientistas de todo o mundo descubram os segredos do Universo para o benefício de todos. Nós projetamos, construímos e operamos observatórios de classe mundial no solo - que os astrônomos usam para pesquisar as maiores questões astronômicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia - e promover a colaboração internacional em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, hoje o ESO é apoiado por 16 Estados Membros (Áustria, Bélgica, República Tcheca, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Irlanda, Itália, Holanda, Polônia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido), além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. A Sede do ESO e seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, estão localizados perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar maravilhoso com condições únicas para observar o céu, hospeda nossos telescópios. O ESO opera três locais de observação: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferômetro do Very Large Telescope, bem como dois telescópios de rastreio: o VISTA trabalhando no infravermelho e o VLT Survey Telescope de luz visível. Também no Paranal, o ESO hospedará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Junto com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA em Chajnantor, duas instalações que observam os céus na faixa milimétrica e submilimétrica. No Cerro Armazones, perto do Paranal, estamos construindo "o maior olho do mundo virado para o céu" - o Extremely Large Telescope do ESO. De nossos escritórios em Santiago, Chile, apoiamos nossas operações no país e nos relacionamos com parceiros e a sociedade chilena.
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2212, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.
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