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Roleta cósmica

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Jun 12, 2024
Impressão artística do centro da galáxia OJ287 visto de lado

Impressão artística do centro da galáxia OJ287 visto de lado com os buracos negros, seus discos de acreção e jatos de matéria durante a explosão detectada.

A quase quatro mil milhões de anos-luz de distância da Terra, no centro da galáxia OJ287, orbitam-se dois buracos negros gigantes, que têm aproximadamente 18 mil milhões e 150 milhões de vezes mais massivos que o nosso Sol. O maior dos dois buracos negros está rodeado por um vasto disco de acreção, um disco rotativo de matéria que flui em direção ao buraco negro no seu centro.

O brilho do OJ287 está sendo monitorado como parte de uma campanha de observação internacional na qual o observatório universitário de Großschwabhausen também está envolvido. Durante uma órbita, que leva cerca de 12 anos, o buraco negro de menor massa passa duas vezes pelo disco de acreção do buraco negro central, causando explosões massivas de brilho que foram observadas da Terra várias vezes no passado. Mas mesmo alguns meses antes de cruzar o disco do buraco negro central, o material do disco flui para o companheiro, o que acaba por causar uma breve explosão de radiação do jacto de matéria do buraco negro.

Uma equipa internacional de investigadores, incluindo o Dr. Markus Mugrauer, do Instituto de Astrofísica da Universidade de Jena, conseguiu agora, pela primeira vez, detectar uma explosão de radiação deste tipo proveniente do jacto do buraco negro de menor massa. Os pesquisadores relatam isso na edição atual do “Astrophysical Journal Letters”.

A explosão de brilho só aparece por algumas horas

OJ287 fotografado com a Câmera II do Telescópio Cassegrain na banda R (659 nm) no Observatório Universitário em Großschwabhausen durante a explosão de brilho na manhã de 12 de novembro de 2021. A imagem mostra um campo de visão quadrado com um comprimento de borda de 7,5 minutos de arco ao redor da galáxia OJ287, que está localizada exatamente no centro da imagem. As outras fontes pontuais detectadas são estrelas da nossa Via Láctea, que estão, em média, a vários milhares de anos-luz de distância da Terra e, portanto, cerca de um milhão de vezes mais próximas da Terra do que OJ287.

Este evento pode facilmente passar despercebido se você não souber exatamente quando isso acontece”, explica Markus Mugrauer. Isso ocorre porque a explosão do jato do buraco negro, que pode ser reconhecida como um rápido aumento e queda no brilho do OJ287, ocorre apenas dentro de algumas horas.O fato de termos sido capazes de detectar com sucesso a explosão do jato neste caso só foi possível devido às previsões fornecidas pela modelagem da dinâmica deste sistema binário altamente relativístico..” A campanha de observação terrestre também foi apoiada por telescópios espaciais como o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e o Neil Gehrels Swift Observatory da NASA. Além disso, a erupção foi confirmada por medições da polarização da luz antes e depois do erupção.

Curva de luz da banda R do OJ287 com a forte explosão de brilho detectada (marcada com uma seta preta), que atingiu seu máximo na manhã de 12 de novembro de 2021.

Uma observação direta e resolvida dos discos de acreção no próprio OJ287 ainda não é possível no momento, diz Markus Mugrauer. “Devido à grande distância do OJ287, provavelmente demorará um pouco até que os métodos de detecção da astrofísica sejam desenvolvidos a este ponto..” No entanto, os dois buracos negros poderão em breve revelar a sua existência de uma forma completamente diferente. “Espera-se que emitam ondas gravitacionais na faixa nano-Hertz, o que pode ser comprovado nos próximos anos com o International Pulsar Timing Array, em particular com o Square Kilometer Array”, explica Achamveedu Gopakumar, astrofísico do Instituto Tata de Pesquisa Fundamental da Índia, que também esteve envolvido no estudo. Anteriormente, ele foi assistente de pesquisa do Prof Gerhard Schäfer no Instituto de Física Teórica da Universidade de Jena e atualmente é presidente do Indian Pulsar Timing Array.

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