Uma equipe de astrônomos do Reino Unido relatou a primeira detecção de matéria caindo em um buraco negro a 30 por cento da velocidade da luz, localizado no centro da galáxia distante PG1211 + 143 de bilhões de anos-luz. O time, liderado pelo professor Ken Pounds da Universidade de Leicester, usou dados do observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia XMM-Newton para observar o buraco negro. Seus resultados aparecem em um novo artigo em Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

Os buracos negros são objetos com campos gravitacionais tão fortes que nem mesmo a luz viaja rápido o suficiente para escapar de seu alcance, daí a descrição "preto". Eles são extremamente importantes na astronomia porque oferecem a forma mais eficiente de extrair energia da matéria. Como resultado direto, o gás em queda - acreção - nos buracos negros deve estar alimentando os fenômenos mais energéticos do Universo.

O centro de quase todas as galáxias - como a nossa Via Láctea - contém um chamado buraco negro supermassivo, com massas de milhões a bilhões de vezes a massa do nosso sol. Com matéria suficiente caindo no buraco, estes podem se tornar extremamente luminosos, e são vistos como um quasar ou núcleo galáctico ativo (AGN).

No entanto, os buracos negros são tão compactos que o gás está quase sempre girando demais para cair diretamente. Em vez disso, orbita o buraco, aproximando-se gradualmente através de um disco de acreção - uma sequência de órbitas circulares de tamanho decrescente. Conforme o gás espirala para dentro, ele se move cada vez mais rápido e se torna quente e luminoso, transformando a energia gravitacional em radiação que os astrônomos observam.

A órbita do gás em torno do buraco negro é frequentemente considerada como estando alinhada com a rotação do buraco negro, mas não há nenhuma razão convincente para que seja o caso. Na verdade, a razão de termos verão e inverno é que a rotação diária da Terra não se alinha com sua órbita anual ao redor do sol.

Até agora não estava claro como a rotação desalinhada pode afetar a entrada de gás. Isso é particularmente relevante para a alimentação de buracos negros supermassivos, uma vez que a matéria (nuvens de gás interestelar ou mesmo estrelas isoladas) pode cair de qualquer direção.

Usando dados de XMM-Newton, O Prof. Pounds e seus colaboradores analisaram os espectros de raios-X (onde os raios-X são dispersos pelo comprimento de onda) da galáxia PG211 + 143. Este objeto fica a mais de um bilhão de anos-luz de distância na direção da constelação de Coma Berenices, e é uma galáxia Seyfert, caracterizado por um AGN muito brilhante resultante da presença de um buraco negro massivo em seu núcleo.

Os pesquisadores descobriram que o espectro está fortemente desviado para o vermelho, mostrando que a matéria observada está caindo no buraco negro na enorme velocidade de 30 por cento da velocidade da luz, ou cerca de 100, 000 quilômetros por segundo. O gás quase não tem rotação em torno do orifício, e é detectado extremamente próximo a ele em termos astronômicos, a uma distância de apenas 20 vezes o tamanho do buraco (seu horizonte de eventos, a fronteira da região onde a fuga não é mais possível).

A observação está de acordo com trabalhos teóricos recentes, também em Leicester e usando as instalações de supercomputador Dirac do Reino Unido, simulando o 'rasgo' de discos de acreção desalinhados. Este trabalho mostrou que os anéis de gás podem se quebrar e colidir uns com os outros, cancelando sua rotação e deixando o gás cair diretamente em direção ao buraco negro.

Prof. Libras, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse:"A galáxia que estávamos observando com o XMM-Newton tem um buraco negro de massa solar de 40 milhões que é muito brilhante e evidentemente bem alimentado. Na verdade, cerca de 15 anos atrás, detectamos um vento poderoso indicando que o buraco estava sendo superalimentado. ventos são agora encontrados em muitas galáxias ativas, PG1211 + 143 agora rendeu outro 'primeiro, "com a detecção de matéria mergulhando diretamente no próprio buraco."

Ele continua:"Pudemos seguir um aglomerado de matéria do tamanho da Terra por cerca de um dia, quando foi puxado para o buraco negro, acelerando a um terço da velocidade da luz antes de ser engolido pelo buraco. "

Uma outra implicação da nova pesquisa é que o 'acúmulo caótico' de discos desalinhados é provavelmente comum para buracos negros supermassivos. Esses buracos negros girariam muito lentamente, sendo capaz de aceitar muito mais gás e aumentar suas massas mais rapidamente do que geralmente se acredita, fornecendo uma explicação de por que os buracos negros que se formaram no início do Universo ganharam massas muito grandes rapidamente.