As aparências podem enganar. A luz de uma lâmpada incandescente parece estável, mas pisca 120 vezes por segundo. Como o cérebro percebe apenas uma média das informações que recebe, essa oscilação é borrada e a percepção de iluminação constante é uma mera ilusão.
Embora a luz não possa escapar de um buraco negro, o brilho brilhante do gás em órbita rápida tem sua própria cintilação única. Em um artigo recente, publicado no Astrophysical Journal Letters , Lena Murchikova, William D. Loughlin Membro do Instituto de Estudos Avançados; Chris White, da Universidade de Princeton; e Sean Ressler, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, foram capazes de usar essa sutil oscilação para construir o modelo mais preciso até hoje do buraco negro central da nossa própria galáxia - Sagitário A* (Sgr A*) - fornecendo informações sobre propriedades como sua estrutura e movimento.

Pela primeira vez, os pesquisadores mostraram em um único modelo a história completa de como o gás viaja no centro da Via Láctea – desde ser expelido por estrelas até cair no buraco negro. Ao ler entre as linhas proverbiais (ou luz trêmula), a equipe concluiu que a imagem mais provável de um buraco negro se alimentando no centro galáctico envolve a entrada direta de gás de grandes distâncias, em vez de um sifão lento de material em órbita por um longo período de tempo. Tempo.

"Os buracos negros são os guardiões de seus próprios segredos", afirmou Murchikova. “Para entender melhor esses objetos misteriosos, dependemos de observação direta e modelagem de alta resolução”.

Embora a existência de buracos negros tenha sido prevista há cerca de 100 anos por Karl Schwarzschild, com base na nova teoria da gravidade de Albert Einstein, os pesquisadores só agora estão começando a investigá-los por meio de observações.

Em outubro de 2021, Murchikova publicou um artigo no Astrophysical Journal Letters , introduzindo um método para estudar a cintilação de buracos negros na escala de tempo de alguns segundos, em vez de alguns minutos. Esse avanço permitiu uma quantificação mais precisa das propriedades do Sgr A* com base em sua cintilação.

White tem trabalhado nos detalhes do que acontece com o gás perto dos buracos negros (onde os fortes efeitos da relatividade geral são importantes) e como isso afeta a luz que chega até nós. Um Diário Astrofísico publicação no início deste ano resume algumas de suas descobertas.

Ressler passou anos tentando construir as simulações mais realistas até hoje do gás em torno de Sgr A*. Ele fez isso incorporando observações de estrelas próximas diretamente nas simulações e rastreando meticulosamente o material que elas liberam quando cai no buraco negro. Seu trabalho recente culminou em um Astrophysical Journal Letters papel em 2020.

Murchikova, White e Ressler então se uniram para comparar o padrão de cintilação observado de Sgr A* com aqueles previstos por seus respectivos modelos numéricos.

"O resultado acabou por ser muito interessante", explicou Murchikova. "Durante muito tempo, pensamos que poderíamos desconsiderar em grande parte de onde vinha o gás ao redor do buraco negro. Modelos típicos imaginam um anel artificial de gás, em forma de rosquinha, a uma grande distância do buraco negro. Descobrimos que esses modelos produzir padrões de cintilação inconsistentes com as observações."

O modelo de vento estelar de Ressler adota uma abordagem mais realista, na qual o gás consumido pelos buracos negros é originalmente derramado por estrelas próximas ao centro galáctico. Quando esse gás cai no buraco negro, ele reproduz o padrão correto de cintilação. "O modelo não foi construído com a intenção de explicar esse fenômeno em particular. O sucesso não era de forma alguma uma garantia", comentou Ressler. "Então, foi muito encorajador ver o modelo ter sucesso tão dramaticamente após anos de trabalho."

“Quando estudamos a cintilação, podemos ver mudanças na quantidade de luz emitida pelo buraco negro segundo a segundo, fazendo milhares de medições ao longo de uma única noite”, explicou White. "No entanto, isso não nos diz como o gás está disposto no espaço como uma imagem em grande escala faria. Ao combinar esses dois tipos de observações, é possível mitigar as limitações de cada um, obtendo assim a imagem mais autêntica." + Explorar mais

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