Os astrônomos fizeram uma medição recorde da rotação de um buraco negro, uma das duas propriedades fundamentais dos buracos negros. O Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostra que este buraco negro está girando mais devagar do que a maioria de seus primos menores.
Este é o buraco negro mais massivo com uma medida de rotação precisa e dá dicas sobre como alguns dos maiores buracos negros do universo crescem.

Buracos negros supermassivos contêm milhões ou até bilhões de vezes mais massa que o Sol. Os astrônomos pensam que quase todas as grandes galáxias têm um buraco negro supermassivo em seu centro. Embora a existência de buracos negros supermassivos não esteja em discussão, os cientistas ainda estão trabalhando para entender como eles crescem e evoluem. Uma informação crítica é a velocidade com que os buracos negros estão girando.

"Todo buraco negro pode ser definido por apenas dois números:seu spin e sua massa", disse Julia Sisk-Reynes, do Instituto de Astronomia (IoA) da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, que liderou o novo estudo. "Embora isso pareça bastante simples, descobrir esses valores para a maioria dos buracos negros provou ser incrivelmente difícil."

Para este resultado, os pesquisadores observaram raios-X que ricochetearam em um disco de material girando em torno do buraco negro em um quasar conhecido como H1821 + 643. Os quasares contêm buracos negros supermassivos de rápido crescimento que geram grandes quantidades de radiação em uma pequena região ao redor do buraco negro. Localizado em um aglomerado de galáxias a cerca de 3,4 bilhões de anos-luz da Terra, o buraco negro de H1821+643 tem entre cerca de três e 30 bilhões de massas solares, tornando-o um dos mais massivos conhecidos. Em contraste, o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia pesa cerca de quatro milhões de sóis.

As fortes forças gravitacionais próximas ao buraco negro alteram a intensidade dos raios X em diferentes energias. Quanto maior a alteração, mais próxima a borda interna do disco deve estar do ponto de não retorno do buraco negro, conhecido como horizonte de eventos. Como um buraco negro giratório arrasta o espaço com ele e permite que a matéria orbite mais perto dele do que é possível para um não giratório, os dados de raios-X podem mostrar o quão rápido o buraco negro está girando.

"Descobrimos que o buraco negro em H1821 + 643 está girando cerca de metade da velocidade da maioria dos buracos negros pesando entre cerca de um milhão e dez milhões de sóis", disse o coautor Christopher Reynolds, também do IoA. "A pergunta de um milhão de dólares é:por quê?"

A resposta pode estar em como esses buracos negros supermassivos crescem e evoluem. Essa rotação relativamente lenta apoia a ideia de que os buracos negros mais massivos, como H1821 + 643, sofrem a maior parte de seu crescimento fundindo-se com outros buracos negros, ou pelo gás sendo puxado para dentro em direções aleatórias quando seus grandes discos são interrompidos.

Os buracos negros supermassivos que crescem dessa maneira provavelmente sofrerão grandes mudanças de rotação, inclusive sendo desacelerados ou torcidos na direção oposta. A previsão é, portanto, que os buracos negros mais massivos devem ser observados como tendo uma faixa mais ampla de taxas de rotação do que seus parentes menos massivos.

Por outro lado, os cientistas esperam que buracos negros menos massivos acumulem a maior parte de sua massa a partir de um disco de gás girando em torno deles. Como se espera que esses discos sejam estáveis, a matéria que chega sempre se aproxima de uma direção que fará com que os buracos negros girem mais rápido até atingirem a velocidade máxima possível, que é a velocidade da luz.

“A rotação moderada deste objeto ultramassivo pode ser um testemunho da história violenta e caótica dos maiores buracos negros do universo”, disse o coautor James Matthews, também da IoA. "Também pode fornecer informações sobre o que acontecerá com o buraco negro supermassivo da nossa galáxia bilhões de anos no futuro, quando a Via Láctea colidir com Andrômeda e outras galáxias."

Este buraco negro fornece informações que complementam o que os astrônomos aprenderam sobre os buracos negros supermassivos vistos em nossa galáxia e em M87, que foram fotografados com o Event Horizon Telescope. Nesses casos, as massas do buraco negro são bem conhecidas, mas a rotação não.

Um artigo descrevendo esses resultados de Sisk-Reynes e seus colaboradores aparece nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society .

O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts. + Explorar mais

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