Os cientistas detectaram um batimento cardíaco misterioso de raios gama vindo de uma nuvem de gás cósmica. A nuvem imperceptível na constelação de Áquila está batendo no ritmo de um buraco negro vizinho em precessão, indicando uma conexão entre os dois objetos, como a equipe liderada por DESY Humboldt Fellow Jian Li e ICREA Professor Diego F. Torres do Instituto de Ciências Espaciais (IEEC-CSIC), relata na revista Astronomia da Natureza . O modo como o buraco negro alimenta os batimentos cardíacos de raios gama da nuvem a uma distância de cerca de 100 anos-luz permanece enigmático.

A equipe de pesquisa, compreendendo cientistas da Alemanha, Espanha, China e EUA, analisou rigorosamente mais de 10 anos de dados do telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA, da administração espacial dos EUA, olhando para um chamado micro quasar. O sistema catalogado como SS 433 está localizado a cerca de 15.000 anos-luz de distância na Via Láctea e consiste em uma estrela gigante com cerca de 30 vezes a massa do nosso Sol e um buraco negro com cerca de 10 a 20 massas solares. Os dois objetos estão orbitando um ao outro por um período de 13 dias, enquanto o buraco negro suga matéria da estrela gigante.

"Este material se acumula em um disco de acreção antes de cair no buraco negro, como a água no redemoinho acima do ralo de uma banheira, "explica Li." No entanto, uma parte dessa matéria não cai no ralo, mas dispara em alta velocidade em dois jatos estreitos em direções opostas acima e abaixo do disco de acreção giratório. "Esta configuração é conhecida por galáxias ativas chamadas quasares com buracos negros monstruosos com milhões de solares massas em seus centros que lançam jatos de dezenas de milhares de anos-luz no cosmos. Como o SS 433 parece uma versão reduzida desses quasares, foi apelidado de micro quasar.

As partículas de alta velocidade e os campos magnéticos ultra-fortes no jato produzem raios X e raios gama. “O disco de acreção não fica exatamente no plano da órbita dos dois objetos. ou balança, como um pião que foi colocado inclinado sobre uma mesa, "diz Torres." Como consequência, os dois jatos espiralam no espaço circundante, em vez de apenas formar uma linha reta. "

A precessão dos jatos do buraco negro dura cerca de 162 dias. A análise meticulosa revelou um sinal de raios gama com o mesmo período de uma posição localizada relativamente longe dos jatos do micro quasar, que foi rotulado como Fermi J1913 + 0515 pelos cientistas. Ele está localizado na posição de um aumento de gás normal. Os períodos consistentes indicam que a emissão da nuvem de gás é alimentada pelo micro quasar.

"Encontrar uma conexão inequívoca por tempo, cerca de 100 anos-luz de distância do micro quasar, nem mesmo ao longo da direção dos jatos é tão inesperado quanto incrível, "diz Li." Mas como o buraco negro pode alimentar o batimento cardíaco da nuvem de gás não está claro para nós. "A iluminação periódica direta pelo jato parece improvável. Uma alternativa que a equipe explorou é baseada no impacto de prótons rápidos (os núcleos do hidrogênio átomos) produzidos nas extremidades dos jatos ou perto do buraco negro, e injetado na nuvem, onde essas partículas subatômicas atingem o gás e produzem raios gama. Os prótons também podem ser parte de um fluxo de partículas rápidas da borda do disco de acreção. Sempre que esse fluxo atinge a nuvem de gás, acende em raios gama, o que explicaria seu estranho batimento cardíaco. "Energeticamente, a saída do disco pode ser tão poderosa quanto a dos jatos e acredita-se que faça precessão em solidariedade com o resto do sistema, "explica Torres.

Outras observações, bem como trabalho teórico, são necessários para explicar completamente a estranha pulsação de raios gama deste sistema único, além desta descoberta inicial. "SS 433 continua a surpreender observadores em todas as frequências e teóricos, "enfatiza
Li. "E é certo que servirá de base de teste para nossas idéias sobre a produção e propagação de raios cósmicos perto de microquasares nos próximos anos."