Os cientistas inventaram uma nova maneira de pesar buracos negros intergalácticos
p A imagem Chandra / HRC (0,3-10 keV) do campo de visão (FOV) do Swift J1644 + 57 foi observada em 4 de abril de 2011 (MJD =55655) com a exposição de 15 ks. A evolução da imagem do Swift / XRT (0,3 - 10 keV) é plotada nos painéis verticais incorporados que demonstram claramente a fase de decaimento da explosão do Swift J1644 + 57. Crédito:Elena Seyfina
p Astrofísicos da Universidade Estadual de Moscou descobriram uma nova maneira de estimar a massa de buracos negros supermassivos fora de nossa galáxia, mesmo que sejam quase imperceptíveis. Os resultados do estudo foram publicados em
Astronomia e Astrofísica . p Os buracos negros são objetos hipotéticos cuja atração gravitacional é tão grande que nem mesmo a luz consegue escapar deles. A existência de buracos negros decorre das soluções das equações de Einstein. Os cientistas observaram repetidamente o resultado das interações dos buracos negros com a matéria circundante, por exemplo, gás caindo no buraco negro.
p "Se um buraco negro absorve uma substância, há um chamado acréscimo. Devido ao atrito e aquecimento, causa radiação, o que nos permite ver o objeto indiretamente e dizer que este é um buraco negro, "explicou Elena Seifina, o pesquisador líder da SAI MSU. “Se os buracos negros não tiverem essa recarga, então podemos nem mesmo suspeitar de sua existência. "
p Para entender a natureza de tais buracos negros "adormecidos", astrônomos liderados por Elena Seifina detectaram vários surtos de fontes extragalácticas. Um deles, Swift J1644 + 57, foi observada em 2011 simultaneamente por vários observatórios cósmicos (RXTE, Swift e Suzaku) nas gamas de raios X e raios gama.
p Inicialmente, os cientistas pensaram que estavam vendo outra explosão de raios gama (GRB) semelhante à observada em galáxias remotas na faixa mais difícil do espectro eletromagnético. Contudo, a radiação de tais chamas geralmente desaparece em um ou dois dias, embora o caso da Swift J1644 + 57 fosse diferente. "A ferramenta BAT do satélite Swift foi direcionada para ele e viu que dois dias depois, o respingo ficou ainda mais claro. Toda a explosão foi observada por dois anos e depois se dissipou, "Elena Seifina explicou.
p Os astrônomos excluíram o objeto da lista GRB e suspeitaram que estavam observando a destruição da estrela pelas marés por um buraco negro supermassivo. Uma estrela voando a uma curta distância de um buraco negro sofre destruição pela maré. Nesse caso, sua matéria não cai no buraco negro de uma vez, mas forma um disco de acreção temporário que brilha intensamente e pode ser visto da Terra.
p Anteriormente, a única maneira de medir a massa de um buraco negro no centro de tais discos de acreção era estimar a luminosidade máxima do disco, assumindo que o equilíbrio é estabelecido entre a pressão da radiação eletromagnética e as forças gravitacionais no disco.
p Em sua tese de doutorado, Elena Seyfina documentou observações de erupções semelhantes envolvendo buracos negros dentro e fora de nossa galáxia, e relataram que a inclinação do espectro de raios X muda durante o aumento da luminosidade. Ela encontrou características específicas do espectro que indicavam claramente a presença de buracos negros nesses objetos. Os cientistas presumiram que, se as formas (ou a evolução da forma) dos espectros de tais chamas forem semelhantes, então, os processos que ocorrem neles também são semelhantes, e a normalização dos espectros é determinada apenas por distâncias variáveis aos objetos e sua massa.
p Percebendo a semelhança entre os rastros (a dependência da inclinação espectral na taxa de acreção) de objetos conhecidos e os rastros obtidos em novos flares extragaláticos, os cientistas sugeriram que também são causados por estrelas dilaceradas por buracos negros. Isso permitiu que pesassem buracos negros invisíveis de uma nova maneira, comparando-os com buracos negros galácticos de massa conhecida.
p Assim, um novo método de pesar buracos negros extragalácticos adormecidos permite que os pesquisadores usem dados de objetos galácticos conhecidos como, por exemplo, Cygnus X-1, com um buraco negro no centro. "Os cálculos mostraram que o Swift J1644 + 57 continha um buraco negro supermassivo com uma massa de 7 × 10
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massas solares. Este é um objeto que não vemos, mas que fornece alta luminosidade devido ao seu forte campo gravitacional e um disco de acreção em torno dele, "explicou Elena Seifina, o autor do artigo.
p Anteriormente, a avaliação de massas supermassivas de buracos negros também usou ultravioleta, mas para o novo método, o alcance do raio X é suficiente. Os cientistas esperam que a versatilidade do novo método seja útil na avaliação da massa de vários objetos extragaláticos, como os núcleos das galáxias Seyfert e outros, onde os métodos tradicionais não funcionam em princípio.