O buraco negro supermassivo (SMBH) no núcleo da nossa galáxia, Sagitário A*, é modesto em tamanho, com apenas 4,15 milhões de massas solares. O Event Horizon Telescope (EHT) divulgou recentemente uma dramática imagem submilimétrica dele como visto iluminado por seu ambiente brilhante. Muitas galáxias têm SMBHs nucleares mil vezes maiores, por exemplo, o núcleo de M87, cuja imagem foi tirada pelo EHT em 2020. Mas SagA* está relativamente perto de nós, apenas cerca de vinte e cinco mil anos-luz, e sua a proximidade oferece aos astrônomos uma oportunidade única de investigar as propriedades dos SMBHs.
À medida que gás e poeira se acumulam lentamente no ambiente quente e semelhante a um disco de um buraco negro, eles irradiam através do espectro eletromagnético. A acreção episódica e as explosões de radiação variável oferecem pistas sobre a natureza da acreção, as dimensões e localizações de cada evento no ambiente complexo do buraco negro (dentro ou perto do toro? em alguma parte do vento?), e como os episódios podem ser relacionados uns aos outros e às propriedades do buraco negro, seu spin, por exemplo. Cada comprimento de onda carrega suas próprias informações, e uma das principais ferramentas de diagnóstico é a diferença de tempo entre as erupções em diferentes comprimentos de onda que traçam onde na explosão ocorrem os diferentes mecanismos de produção. O Sag A* está próximo o suficiente para ser monitorado em comprimentos de onda de rádio desde sua descoberta na década de 1950; em média, o Sgr A* agrega material a uma taxa muito baixa, alguns centésimos de massa da Terra por ano, mas o suficiente para produzir variabilidade, bem como erupções mais dramáticas.

Os astrônomos do CfA Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora e Howard Smith e seus colegas completaram uma análise de tempo de observações coordenadas e simultâneas no infravermelho próximo, raios-X e submilimétricos de SagA* usando a câmera IRAC no Spitzer, o o observatório de raios-X Chandra, a missão NuSTAR, o ALMA e o instrumento GRAVITY no Interferômetro do Very Large Telescope; a campanha exigiu um planejamento de missão complexo e a redução de vários tipos de conjuntos de dados. Eventos de queima foram vistos entre 17 e 26 de julho de 2019 (infelizmente, a SMA foi fechada naquele momento devido a protestos na montanha). A equipe observa que a atividade de 2019 parece refletir uma taxa de acréscimo incomumente alta. Embora alguns dos eventos tenham ocorrido simultaneamente, a queima submilimétrica (ALMA) apareceu cerca de 20 minutos após as explosões de infravermelho e raios-X (Chandra).

Os cientistas consideram três cenários:a emissão de infravermelho e raios-X nessas erupções surgiu de partículas carregadas em espiral em poderosos campos magnéticos; o infravermelho e o submilimétrico vieram desse primeiro processo, mas a emissão de raios X foi produzida quando fótons infravermelhos colidiram com partículas carregadas movendo-se próximas à velocidade da luz; e, finalmente, que apenas a radiação submilimétrica veio do primeiro processo e todas as outras bandas foram produzidas pelo segundo. Infelizmente, as observações terrestres não podem ser contínuas e, como resultado, o tempo do pico da emissão submilimétrica não foi observado, tornando difícil determinar qualquer atraso de tempo entre ela e os raios-X que poderiam sinalizar seu surgimento em um local diferente ou de um processo diferente. A equipe, combinando seus resultados com estudos anteriores de variabilidade, encontra uma imagem consistente em que o infravermelho e os raios X se originam através do segundo processo seguido pela emissão submilimétrica do primeiro em um plasma magnetizado em expansão e resfriamento.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal . + Explorar mais

Emissão variável do buraco negro supermassivo da Via Láctea