Astrônomos detectam bolhas de gás quente girando em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Astrônomos detectam bolhas de gás quente girando em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Isso mostra uma imagem estática do buraco negro supermassivo Sagitário A*, visto pela Event Horizon Collaboration (EHT), com uma ilustração de artista indicando onde a modelagem dos dados do ALMA prevê o ponto quente e sua órbita ao redor do buraco negro . Crédito: Colaboração EHT, ESO/M. Faca de Grãos (Agradecimentos: M. Wielgus)

Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos detectaram sinais de um “ponto quente” orbitando Sagitário A*, o buraco negro no centro de nossa galáxia. A descoberta ajuda os astrônomos a entender melhor o ambiente enigmático e dinâmico do nosso buraco negro supermassivo.

“Achamos que estamos olhando para uma bolha quente de gás girando em torno de Sagitário A* em uma órbita semelhante em tamanho à do planeta Mercúrio, mas fazendo um loop completo em apenas cerca de 70 minutos. Isso requer uma velocidade alucinante de cerca de 30% da velocidade da luz”, diz Maciek Wielgus, do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha, que liderou o estudo publicado hoje em Astronomia e Astrofísica.

a observações foram feitos com o ALMA nos Andes chilenos – um radiotelescópio co-propriedade do Observatório Europeu do Sul (ESO) – durante uma campanha do Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration to image buracos negros. Em abril de 2017, o EHT conectou oito radiotelescópios em todo o mundo, incluindo o ALMA, resultando na lançou recentemente a primeira imagem de sempre de Sagitário A *. Para calibrar os dados EHT, Wielgus e seus colegas, que são membros da Colaboração EHT, usaram dados ALMA registrados simultaneamente com as observações EHT de Sagitário A*. Para surpresa da equipe, havia mais pistas sobre a natureza do buraco negro escondido nas medições apenas do ALMA.

Por acaso, algumas das observações foram feitas logo após uma explosão ou explosão de energia de raios-X ser emitida do centro da galáxia, que foi detectada pelo Telescópio Espacial Chandra da NASA. Esses tipos de erupções, previamente observadas com raios-X e telescópios infravermelhosestão associados aos chamados “pontos quentes,” bolhas de gás quente que orbitam muito rápido e perto do buraco negro.

“O que é realmente novo e interessante é que tais erupções só estavam claramente presentes até agora em observações de raios-X e infravermelhos de Sagitário A*. Aqui, vemos pela primeira vez uma forte indicação de que pontos quentes em órbita também estão presentes em rádio observações”, diz Wielgus, que também é afiliado ao Centro Astronômico Nicolaus Copernicus, na Polônia, e à Iniciativa do Buraco Negro da Universidade de Harvard, nos EUA.

“Talvez esses pontos quentes detectados em comprimentos de onda infravermelhos são uma manifestação do mesmo fenômeno físico: à medida que os pontos quentes emissores de infravermelho esfriam, eles se tornam visíveis em comprimentos de onda mais longoscomo os observados pelo ALMA e pelo EHT”, acrescenta Jesse Vos, um estudante de doutorado na Radboud University, na Holanda, que também esteve envolvido neste estudo.

Acreditava-se que as erupções eram originárias de interações magnéticas no gás muito quente que orbita muito perto de Sagitário A*, e as novas descobertas apoiam essa ideia. “Agora encontramos fortes evidências de uma origem magnética dessas erupções e nossas observações nos dão uma pista sobre a geometria do processo. Os novos dados são extremamente úteis para construir uma interpretação teórica desses eventos”, diz a coautora Monika Mościbrodzka, da Universidade Radboud.

O ALMA permite que os astrônomos estudem a emissão de rádio polarizada de Sagitário A*, que pode ser usada para desvendar o campo magnético do buraco negro. A equipe usou essas observações em conjunto com modelos teóricos para aprender mais sobre a formação do ponto quente e o ambiente em que está inserido, incluindo o campo magnético em torno de Sagitário A*. Sua pesquisa fornece restrições mais fortes sobre a forma desse campo magnético do que observações anteriores, ajudando os astrônomos a descobrir a natureza do nosso buraco negro e seus arredores.

As observações confirmam algumas das descobertas anteriores feita pelo instrumento GRAVITY do Very Large Telescope (VLT) do ESO, que observa no infravermelho. Os dados do GRAVITY e do ALMA sugerem que a erupção se origina em um aglomerado de gás girando em torno do buraco negro a cerca de 30% da velocidade da luz no sentido horário no céu, com a órbita do ponto quente quase de frente. .

“No futuro, devemos ser capazes de rastrear pontos quentes em frequências usando observações coordenadas de vários comprimentos de onda com GRAVITY e ALMA – o sucesso de tal empreendimento seria um verdadeiro marco para nossa compreensão da física das erupções no centro galáctico”, diz Ivan Marti-Vidal, da Universidade de Valência, na Espanha, coautor do estudo.

A equipe também espera poder observar diretamente os aglomerados de gás em órbita com o EHT, para sondar cada vez mais perto do buraco negro e aprender mais sobre ele. “Esperamos que um dia nos sintamos confortáveis ​​em dizer que ‘sabemos’ o que está acontecendo em Sagitário A*”, conclui Wielgus.

Esta pesquisa foi apresentada no artigo “Orbital motion near Sagittarius A*—Constraints from polarimetric ALMA notices” para aparecer em Astronomia e Astrofísica.


Examinando o buraco negro supermassivo em nossa galáxia


Em formação:
M. Wielgus et al, Movimento orbital perto de Sagitário A*, Astronomia e Astrofísica (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244493

citações: Astrônomos detectam bolha de gás quente girando em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea (2022, 22 de setembro) recuperado em 23 de setembro de 2022 em https://phys.org/news/2022-09-astronomers-hot-gas-swirling-milky.html

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