Por que os jatos dos buracos negros brilham e perfuram o céu cósmico?

Os jatos de buracos negros são poderosos fluxos colimados de matéria e energia que são lançados nas proximidades de buracos negros supermassivos. Eles são observados em uma ampla variedade de fontes astrofísicas, incluindo núcleos galácticos ativos (AGN), microquasares e explosões de raios gama.

Acredita-se que a emissão dos jatos dos buracos negros seja radiação síncrotron, que é produzida quando elétrons relativísticos espiralam em um campo magnético. Acredita-se que o campo magnético nos jatos dos buracos negros seja gerado pelo próprio buraco negro em rotação.

O brilho de um jato de buraco negro depende de vários fatores, incluindo a massa do buraco negro, a taxa de acreção no buraco negro e a orientação do jato em relação ao observador. Os jatos de buracos negros mais poderosos são observados em AGN, que são alimentados pela acreção de gás em buracos negros supermassivos.

Os jatos de buracos negros podem penetrar no céu cósmico por distâncias de centenas de milhares de anos-luz. Isso ocorre porque eles são muito colimados e, portanto, podem percorrer grandes distâncias sem se dispersarem. O exemplo mais famoso de jato de buraco negro é o jato M87, localizado no aglomerado de galáxias de Virgem. O jato M87 tem mais de 5.000 anos-luz de comprimento e é um dos objetos mais brilhantes no céu de raios-X.

Modelando o jato M87:um primeiro passo para entender a física subjacente

Os jatos de buracos negros são objetos complexos e sua emissão não é totalmente compreendida. No entanto, tem havido uma série de tentativas de modelar o jato M87, a fim de compreender a sua física subjacente.

Um dos modelos de maior sucesso do jato M87 é o modelo “bainha espinhal”. Este modelo divide o jato em duas regiões:uma espinha central e uma bainha externa. Acredita-se que a coluna seja o local onde o jato é acelerado, e a bainha seja o local onde o jato emite a maior parte de sua radiação.

O modelo espinha-bainha foi capaz de reproduzir com sucesso muitas das propriedades observadas do jato M87, incluindo brilho, espectro e variabilidade. Contudo, ainda existem alguns aspectos do jato M87 que não são totalmente compreendidos, como o mecanismo exato pelo qual o jato é acelerado.

Conclusão

Os jatos de buracos negros são objetos fascinantes que oferecem uma visão dos ambientes mais extremos do universo. Ao modelar jatos de buracos negros, os astrônomos podem aprender mais sobre a física desses objetos e como eles contribuem para a evolução geral das galáxias.