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Posts Tagged ‘Buraco Negro’
Buraco Negro Ativo Sufoca a Formação de Estrelas
Novos dados obtidos pelo Observatório Espacial Herschel mostra que as galáxias com os buracos negros supermassivos mais poderosos e ativos em seus núcleos produzem menos estrelas do que aquelas com menores buracos negros.
Acredita-se que buracos negros supermassivos residam nos corações de todas as grandes galáxias. Quando o gás cai nesses monstros, os materiais são acelerados e aquecidos ao redor do buraco negro, lançando uma grande corrente de energia. No processo, os buracos negros ativos geralmente geram jatos colossais que explodem em forma de jatos gêmeos de matéria aquecida.
O influxo de gás dentro da galáxia também energiza a formação de novas estrelas. Em um estudo de galáxias distantes, o Herschel ajudou a mostrar que a formação de estrelas e a atividade dos buracos negros crescem de forma conjunta, mas somente até um determinado ponto. Os astrônomos acham que se um buraco negro ativo aquece muito, ele começa a emitir radiação que impede que a matéria prima se aglomere para formar novas estrelas.
A imagem acima é um desenho, ou seja, uma concepção artística da galáxia local Arp 220, e que foi registrada pelo Telescópio Espacial Hubble e que ajuda a ilustrar os resultados obtidos pelo Herschel. O brilhante núcleo da galáxia, pareado com um desenho sobreposto mostra os jatos emanando do buraco negro indicando que a atividade está se intensificando. À medida que o buraco negro continua a aquecer, a taxa de formação de estrelas será suprimida na galáxia. Os astrônomos querem estudar como a formação de estrelas e a atividade do buraco negro são relacionadas.
O Herschel é uma missão da Agência Espacial Europeia, com instrumentos científicos fornecidos por um consórcio de institutos europeus, com importante participação da NASA.
Fonte:
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2247.html
A Cor Rosa Opaca Da Explosão de Um Buraco Negro
Uma extraordinária explosão produzida por um buraco negro em uma galáxia próxima tem fornecido evidências diretas para a existência de uma população de buracos negros estelares voláteis velhos. A descoberta, feita por astrônomos usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, forneceu uma nova ideia sobre a natureza de uma misteriosa classe de buracos negros, que podem produzir uma quantidade de energia em raios-X equivalente a milhões de vezes a energia irradiada pelo Sol em todos os comprimentos de onda.
Os pesquisadores usaram o Chandra para descobrir uma nova fonte ultraluminosa de raios-X, também chamada de fonte ULX. Esses objetos emitem mais raios-X do que a maior parte dos sistemas binários, onde uma estrela companheira orbita a parte remanescente de uma estrela colapsada. Essas estrelas colapsadas formam um denso núcleo chamado de estrela de nêutrons ou de buraco negro. A emissão extra de raios-X sugere que as fontes ULXs contenham buracos negros que podem ser mais massivos do que aqueles encontrados na nossa galáxia.
Fonte:
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2238.html
Astrônomos Descobrem Lentes Cósmicas Com Buracos Negros Se Alimentando
No espaço, algumas vezes acontece de duas galáxias se alinharem de uma maneira especial em que a galáxia mais próxima distorce e amplia a aparência da galáxia mais distante localizada atrás dela. Para os astrônomos, encontrar esses alinhamentos é como se tivesse observando através de uma gigantesca lente de aumento.
Agora, uma equipe de astrônomos, incluindo Daniel Stern do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia, descobriram alguns raros exemplos desse fenômeno de alinhamento, chamados de lentes gravitacionais, onde a galáxia distante abriga um buraco negro supermassivo que está em ativo crescimento.
Esses buracos negros que estão se alimentando são chamados de quasares, e estão entre os objetos mais brilhantes do universo, responsável pelo brilho total da galáxia que o hospeda. Devido a eles serem tão brilhantes, é complicado para os astrônomos medirem a massa de suas galáxias hospedeira. Contudo, as lentes gravitacionais, são superimportantes para que se possa estimar a massa de uma galáxia que hospeda um quasar. A quantidade da distorção da galáxia em segundo plano pode ser usada para precisamente medir a massa da lente gravitacional.
A equipe espera construir um catálogo ainda maior dessas lentes de quasares, e usar esses dados para entender melhor o jogo existente entre os buracos negros se alimentando e a formação de estrelas na galáxia em evolução.
Fonte:
Chandra Mede o Vento Mais Rápido Gerado Por Um Buraco Negro de Massa Estelar
A imagem acima é na verdade um desenho artístico que mostra um sistema contendo um buraco negro com massa estelar chamado de IGR J17091-3624, ou para simplificar (ou nem tanto) IGR J17091. A forte gravidade do buraco negro, na parte esquerda do desenho, está puxando o gás de sua estrela companheira à direita. Esse gás forma um disco de gás quente ao redor do buraco negro e o vento está guinado esse disco.
Novas observações feitas com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA mediram o vento como sendo o mais rápido já observado sendo soprado do disco ao redor de um buraco negro de massa estelar. Buracos negros de massa estelar nascem quando estrelas extremamente massiva colapsam e normalmente pesam entre cinco e 10 massas solares.
O vento está soprando à incrível velocidade de 20 milhões de milhas por hora, ou algo em torno de 3% da velocidade da luz. Isso é aproximadamente dez vezes mais rápido do que o vento mais rápido anteriormente medido e se ajusta com os ventos mais rápidos gerados por buracos negros supermassivos, objetos que milhões ou as vezes bilhões de vezes mais massivos.
Outra descoberta é que o vento, que vem de um disco de gás ao redor do buraco negro pode carregar mais material do que o buraco negro está capturando.
A alta velocidade do vento foi estimada a partir do espectro feito pelo Chandra em 2011. Um espectro mostra quão intenso os raios-X são nas diferentes energias. Íons emitem e absorvem em feições distintas do espectro, o que permite que os cientistas monitorem seus comportamentos. Um espectro do Chandra de íons de ferro feito dois meses antes não mostrou evidências desse vento de alta velocidade, significando que o vento provavelmente é ligado e desligado com o passar dos tempos.
Fonte:
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2180.html
O Jantar do Buraco Negro no Centro da Via Láctea
O buraco negro monstruoso localizado no centro da Via Láctea está se alimentando. Observações recentes feitas com o Very Large Telescope indicam que uma nuvem de gás irá se arriscar passando bem perto do buraco negro supermassivo no centro galáctico. A nuvem de gás está sendo corrompida, esticada, aquecida e parte dela espera-se que caia em direção ao buraco negro nos próximos dois anos. A imagem acima é uma ilustração que tenta mostrar o que sobra da bolha após ela passar pelo buraco negro mostrado em vermelho e amarelo, arqueando em direção oposta à sua morte gravitacional à direita. A órbita da nuvem é mostrada em vermelho, enquanto que as órbitas das estrelas centrais são mostradas em azul. Estima-se que essa nebulosa tenha algumas vezes a massa da Terra, enquanto que o buraco negro central, que acredita-se tenha correspondência com a fonte de rádio Sagittarius A* contenha em torno de quatro milhões de vezes a massa do Sol. Uma vez que o gás da nebulosa caia no buraco negro ele se perderá, espera-se que nunca mais se possa ouvir nada sobre ele.
Fonte:
http://apod.nasa.gov/apod/ap111230.html
O Anel de Fogo da Galáxia NGC 4151
A imagem composta acima mostra a região central da galáxia espiral NGC 4151. Os raios-X emitidos pela galáxia e captados pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA, são coloridos de azul e são combinados com os dados ópticos, coloridos em amarelos, que mostram os átomos de hidrogênio positivamente carregados, chamados de HII e foram obtidos através do Telescópio Jacobus Kapteyn de 1 metro localizado em La Palma. O anel vermelho mostra o hidrogênio neutro detectado por observações do comprimento de ondas de rádio feitas com o Very Large Array do NFS. Esse hidrogênio neutro é parte da estrutura localizada perto do centro da NGC 4151 que tem sido distorcida gravitacionalmente por interações ocorridas com o resto da galáxia, o que inclui material que está caindo em direção ao centro da galáxia. As bolhas amarelas ao redor da elipse vermelha são regiões onde o processo de formação de estrelas tem ocorrido recentemente.
Estudos recentes mostram que a emissão de raios-X provavelmente foi causada por uma explosão inicializada por um buraco negro supermassivo localizado na região em branco no centro da galáxia. Evidências para essa ideia veem da forma alongada dos raios-X que cortam a galáxia desde a parte superior esquerda até a parte inferior direita além de detalhes obtidos no espectro de raios-X (vide artigos no final do post). Existem também sinais de interações entre um fonte central e o gás ao redor, particularmente o arco amarelo de emissão de HII localizado acima e a esquerda do buraco negro.
A NGC 4151 está localizada a aproximadamente 43 milhões de anos-luz de distância da Terra e é uma das galáxias mais próximas de nós que possui um buraco negro ativamente em crescimento em seu centro. Devido à sua relativa proximidade ela oferece a oportunidade ideal para que se possa estudar a interação entre um buraco negro supermassivo e sua galáxia hospedeira. Essas interações, ou respostas, são reconhecidas como sendo de crucial importância no crescimento de buracos negros supermassivos e no crescimento de suas galáxias hospedeiras. Se a emissão de raios-X na NGC 4151 se origina do gás quente aquecido pelo fluxo proveniente do buraco negro central, isso pode ser uma forte evidência da resposta de um buraco negro ativo para o gás ao redor na escala das galáxias. Esse mecanismo se assemelha ao encontrado em sistemas de respostas de escalas maiores, observado, por exemplo, na escala dos aglomerados de galáxias, com a interação entre buracos negros ativos e o gás ao redor, como o que é observado no Aglomerado de Galáxias de Perseus. Os resultados dessa pesquisa foram publicados em uma série de três artigos no The Astrophysical Journal. Os artigos sobre as descobertas realizadas na galáxia NGC 4151 são encontrados na íntegra abaixo.
Fonte:
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2139.html
O Jantar de um Buraco Negro Aproxima-se a Grande Velocidade
Utilizando o Very Large Telescope do ESO, uma equipe de astrônomos descobriu uma nuvem de gás, com várias vezes a massa da Terra, a aproximar-se rapidamente do buraco negro situado no centro da Via Láctea. Esta é a primeira vez que uma nuvem “condenada” é observada em aproximação a um buraco negro supermassivo. Os resultados serão publicados a 5 de Janeiro de 2012 na revista Nature, o artigo original pode ser encontrado no desse post.
Ao longo de um programa de 20 anos de duração que utiliza os telescópios do ESO para monitorizar o movimento das estrelas em torno do buraco negro supermassivo situado no centro da nossa galáxia [1], uma equipe de astrônomos liderada por Reinhard Genzel (Instituto Max-Planck para a Física Extraterrestre – MPE- Garching, Alemanha), descobriu um objeto único em aproximação rápida ao buraco negro.
Nos últimos sete anos, a velocidade deste objeto praticamente duplicou, atingindo mais de 8 milhões de km/hora. Encontra-se numa órbita muito alongada [2] e a meados de 2013 passará a uma distância de apenas 40 bilhões de quilómetros do horizonte de acontecimentos do buraco negro, uma distância de cerca de 36 horas-luz [3]. Trata-se, em termos astronómicos, de um encontro com um buraco negro supermassivo extremamente próximo.
Este objeto é muito mais frio do que as estrelas circundantes (com uma temperatura de apenas cerca de 280º Celsius) e é essencialmente composto de hidrogênio e hélio. Trata-se de uma nuvem de poeira e gás ionizado com uma massa de cerca de três vezes a da Terra. A nuvem brilha sob a intensa radiação ultravioleta emitida por estrelas quentes, que se encontram em seu redor no coração superlotado da Via Láctea.
A atual densidade da nuvem é muito maior do que o gás quente que rodeia o buraco negro. No entanto, à medida que a nuvem se aproxima do monstro esfomeado, a pressão externa que vai aumentando, irá comprimir a nuvem. Ao mesmo tempo, a grande força gravitacional do buraco negro, o qual tem uma massa quatro milhões de vezes maior que a do Sol, continuará a acelerar o movimento para o interior e a esticar a nuvem ao longo da sua órbita.
“A imagem de um astronauta, próximo de um buraco negro, a ser esticado até ficar tipo esparguete é bastante comum em ficção científica. Mas agora podemos efetivamente ver isso a acontecer à nova nuvem descoberta, que não vai sobreviver à experiência,” explica Stefan Gillesseen (MPE), autor principal do artigo científico que descreve os resultados.
As bordas da nuvem começam já a rasgar-se e espera-se que a nuvem se desfaça completamente em pedaços nos próximos anos[4]. Os astrônomos vêem já sinais claros do aumento da perturbação no período de 2008 a 2011.
Espera-se também que o material se torne muito mais quente à medida que se aproximar do buraco negro em 2013 e comece a emitir em raios-X. Atualmente existe pouco material próximo do buraco negro, por isso a refeição recém-chegada será o combustível dominante do buraco negro durante os próximos anos.
Uma explicação para a formação da nuvem é que o material que a compõe possa ter vindo de estrelas jovens de grande massa que se encontram nas proximidades e que perdem massa muito rapidamente devido a ventos estelares. Estrelas deste tipo sopram literalmente o seu gás para o exterior. A colisão de ventos estelares de uma estrela dupla conhecida que orbita em torno do buraco negro central pode ter levado à formação da nuvem.
“Os próximos dois anos serão muito interessantes e deverão trazer-nos informação extremamente valiosa sobre o comportamento da matéria em torno destes objetos massivos tão extraordinários,” conclui Reinhard Genzel.
Notas
[1] O buraco negro que se encontra no centro da Via Láctea é formalmente conhecido por Sgr A*. É o buraco negro supermassivo mais próximo que se conhece e por isso é um ótimo local para estudar os buracos negros de forma detalhada.
[2] As observações foram obtidas com a câmera infravermelha de óptica adaptativa NACO e com o espectrógrafo infravermelho SINFONI, ambos instalados no Very Large Telescope do ESO, no Chile. O centro da Via Láctea situa-se por detrás de espessas nuvens de poeira, que espalham e absorvem a radiação visível. Por isso, temos que o observar no infravermelho, radiação para a qual as nuvem se tornam mais transparentes.
[3] Uma hora-luz é a distância que a luz percorre numa hora. É um pouco mais do que a distância entre o Sol e o planeta Júpiter. Em termos de comparação, a distância entre o Sol e a estrela mais próxima é superior a quatro anos-luz. A nuvem passará a uma distância do buraco negro correspondente a dez vezes a distância entre o Sol e o planeta Netuno.
[4] Este efeito é bem conhecido da física dos fluídos e pode ser observado quando, por exemplo, estamos a despejar xarope num copo de água. A corrente de xarope que cai na água é destruída e a gota desfaz-se – diluindo de modo eficaz o xarope na água.
Fonte:
http://www.eso.org/public/news/eso1151/
Abell 2052: O Aglomerado de Galáxias Que Foi Agitado Como Vinho Em Uma Taça
Como se fosse vinho em uma taça, vastas nuvens de gás quente são sacudidas no Abell 2052, um aglomerado de galáxias localizado a aproximadamente 480 milhões de anos-luz de distância da Terra. Dados obtidos das emissões de raios-X e apresentados em azul do Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostram o gás quente em seu sistema dinâmico, dados obtidos da emissão na luz visível e captados pelo Very Large Telescope mostram as galáxias. O gás quente e que brilha em raios-X tem uma temperatura média de 30 milhões de graus.
Uma grande estrutura em espiral no gás quente, se espalhando por quase um milhão de anos-luz, é vista ao redor da parte de fora da imagem, envolvendo uma gigantesca galáxia elíptica no centro. Essa espiral foi criada quando um pequeno aglomerado de galáxias se chocou com um aglomerado maior que circundava a galáxia elíptica central.
À medida que o aglomerado menor se aproximava, o gás quente denso do aglomerado central foi atraído pela sua gravidade. Após o aglomerado menor ter passado pelo centro do aglomerado, a direção de movimento do aglomerado reverteu e ele começou a viajar de volta rumo ao centro do aglomerado maior. O aglomerado então passou novamente pelo centro do aglomerado maior e sacudiu todo o material ali como se faz com uma taça com vinho. No caso do vinho as paredes da taça empurram o vinho de volta ao centro, onde no aglomerado a força gravitacional da matéria nos aglomerados é puxada de volta. O gás agitado acaba tomando um padrão espiral pelo fato da colisão entre os dois aglomerados não ter sido uma colisão central.
Esse tipo de mecanismo de sacudida no Abell 2052 teve importantes implicações físicas. Primeiro, ele ajudou a empurrar parte do gás mais denso e frio localizado no centro do aglomerado, onde as temperaturas são de “somente” 10 milhões de graus, para longe do núcleo. Isso ajudou a prevenir futuro resfriamento desse gás no núcleo e poderia limitar a quantidade de novas estrelas que seriam formadas na galáxia central. Os movimentos de sacudida como esses que aconteceram no Abell 2052, também redistribuíram os elementos pesados, como o ferro e o oxigênio, que são forjados em explosões de supernovas. Esses elementos são usados na futura geração de estrelas e planetas e são necessários para a formação da vida como a conhecemos.
As observações feitas pelo Chandra no Abell 2052, foram relativamente longas, durando mais do que uma semana. Essa observação profunda foi necessária para se detectar todos os detalhes que são visíveis nessa imagem. Mesmo assim, um certo processamento foi necessário para revelar a estrutura espiral mais externa.
Em adição à feição espiral de grande escala, as observações profundas feitas pelo Chandra revelaram detalhes surpreendentes no centro do aglomerado relacionados com explosões de um buraco negro supermassivo central. Os dados do Chandra mostram claras bolhas sendo evacuadas pelo material expelido do buraco negro, que são envolvidas por anéis densos, brilhantes e frios. Como acontece com o movimento de agito, essa atividade ajuda a prevenir o resfriamento do gás no núcleo do aglomerado, impondo assim limites para o crescimento da galáxia elíptica gigante e de seu buraco negro supermassivo.
Esses resultados foram publicados na edição de 20 de Agosto do Teh Astrophysical Journal. Os autores do trabalho foram Elizabeth Blanton da Universidade de Boston, em Boston, MA; Scott Randall do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, MA; Tracy Clarke do Naval Research Laboratory em Washington DC; Graig Sarazin da Universidade da Virginia em Charlottesville, VA; Brian McNamara da Universidade de Waterloo, Canadá; Edmund Douglas da Universidade de Boston e Michael McDonald da Universidade de Maryland em Colege Park, MD.
Fonte:
http://chandra.harvard.edu/photo/2011/a2052/
Imagem Mostra Ventos Violentos Originados em Buraco Negro Central Supermassivo no Interior da NGC 1068
Essa imagem é uma composição de dados de raios-X obtidos pelo Chandra, mostrados em azul e verde e dados ópticos mostrados em vermelho da galáxia ativa, conhecida como NGC 1068, e mostra gás sendo soprado para longe em ventos de alta velocidade desde a vizinhança de um buraco negro supermassivo central. Regiões onde ocorrem intensa formação de estrelas nos braços espirais mais internos da galáxia são destacadas tanto nas emissões ópticas como na emissão de infravermelho.
A forma alongada da nuvem de gás, acredita-se seja causada devido ao efeito de afunilamento de um torus, ou uma nuvem na forma de rosquinha, de gás frio e poeira que circundam o buraco negro. O torus, que aparece como o ponto branco alongado tem uma massa de aproximadamente 5 milhões de vezes a massa do Sol e se estende dentro de poucos anos-luz do buraco negro, algo em torno de 300 anos-luz.
Acredita-se que os raios-X refletidos venham do disco escondido de gás quente formado à medida que a matéria começou a se movimentar em forma de redemoinho perto do buraco negro. O torus é uma das fontes de gás no vento de alta velocidade, mas o disco escondido também está envolvido nesse processo. O raio-X aquecendo o gás na galáxia contribui para reduzir a velocidade das partes externas do vento.
A composição do material no vento é grosseiramente similar àquela da atmosfera do Sol, exceto pelo déficit de átomos de oxigênio, e pelo fato da temperatura ser de aproximadamente 100000 graus Celsius. A velocidade média do gás é de 1 milhão de milhas por hora.
Fonte:
Astrônomos Descobrem Buracos Negros Supermassivos Que Desafiam Teoria Atual
Astrônomos na Universidade de Yale descobriram o que parece ser três buracos negros supermassivos de crescimento rápido e relativamente jovens, em uma galáxia ainda em formação.
A descoberta traz a tona a possibilidade de que esse tipo de buraco negro continue a se formar bilhões de anos depois do Big Bang, desafiando assim a teoria atual. Os astrônomos anteriormente pensavam que todos os buracos negros supermassivos emergiram pouco após o nascimento do universo que se deu a 13.7 bilhões de anos atrás.
“Na medida em que a galáxia anfitriã está envolvida, esses buracos negros apenas surgem”, disse Kevin Schawinski, um pós doutorando no Yale Center for Astronomy and Astrophysics e principal autor de um artigo publicado online na edição de 1 de Dezembro de 2011 do Astrophysical Journal Letters que pode ser encontrado ao final desse post. “Esses buracos negros estão se alimentando de material o mais rápido que eles podem”.
Buracos negros são pontos no espaço onde a matéria é empacotada de maneira tão densa que nem a luz é capaz de escapar da força gravitacional. Buracos negros tradicionais caem dentro de um estreito intervalo de massa, e podem existir dentro de qualquer galáxia. Buracos negros supermassivos possuem uma massa maior, que pode variar mais vastamente e existem somente no centro de algumas galáxias. Acredita-se que cada galáxia tenha um buraco negro supermassivo em seu centro, incluindo a Via Láctea.
Os astrônomos acreditam que buracos negros tradicionais se formam quando o centro de gigantesca estrela se colapsa. Mas a formação dos buracos negros supermassivos ainda é um grande mistério, e a recente descoberta feita pelos astrônomos da Universidade de Yale pode ajudar a iluminar esse mistério.
“Nós estamos vendo uma pista direta sobre como e quando buracos negros supermassivos surgem”, disse Schawinski.
Usando observações e dados coletados pelo Telescópio Espacial Hubble, sua equipe de pesquisa identificou os três suspeitos buracos negros supermassivos em uma galáxia distante ainda em formação, onde as condições, incluindo uma abundância de gás e estrelas jovens. A galáxia está localizada num ponto do espaço que surgiu 4.8 bilhões de anos depois do Big Bang, ou em tempos terrestres, a aproximadamente nove bilhões de anos atrás. De fato, para o espaço externo e distante, o tempo e a distância são grandezas que se confundem , assim quanto mais profundo olhamos no espaço mais longe no tempo estamos olhando. Com relação à galáxia, os três buracos negros tem grosseiramente 100 milhões de anos de vida, disse Schawinski.
Algumas pistas sugerem que os buracos negros recém descobertos são jovens: seus tamanho são pequenos para os seus tipos, a extrema raridade de encontrar três juntos e a rápida taxa de crescimento. Observações mais detalhadas são necessárias para confirmar que esses são buracos negros supermassivos, notam os cientistas.
A descoberta dos astrônomos traz questões sobre como os buracos negros supermassivos poderiam se formar tanto tempo depois do Big Bang e se isso aconteceria em muitas galáxias ou é apenas uma estranha coincidência.
“Kevin vasculhou os arquivos de dados do Hubble para encontrar esse caso verdadeiramente impressionante onde os fragmentos de uma galáxia parecem ter colapsado em três buracos negros de crescimento rápido”, disse o coautor do artigo Meg Urry, diretor do Yale Center for Astronomy and Astrophysics e chefe do departamento de física da Universidade de Yale. “Isso oferece uma visão inteiramente nova de como os buracos negros supermassivos poderiam crescer dentro de suas galáxias hospedeiras”.
Os outros autores do artigo são Ezequiel Treister da Universidade de Concepcion no Chile, Brooke Simmons, Priyamvada Natarajan e Eliat Glickman, todos da Yale.
O financiamento para a pesquisa foi concebido pela NASA, pela Fundação Guggenheim e pelo Rockefeller Bellagio Center.
Fonte:
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