Anel Nebuloso e Frio em Torno do Buraco Negro Supermassivo da Via Láctea

Concepção artística de anel de gás interestelar frio em torno do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Novas observações do ALMA revelam esta estrutura pela primeira vez.

Através de décadas de estudo, os astrônomos desenvolveram uma imagem mais clara da vizinhança caótica e movimentada em torno do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Nosso centro galáctico fica a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra e o buraco negro supermassivo de lá, conhecido como Sagitário A *, tem 4 milhões de vezes a massa do nosso sol.
Sabemos agora que esta região está repleta de estrelas errantes, nuvens de poeira interestelar e um grande reservatório de gases fenomenalmente quentes e outro comparativamente frio. Esses gases devem orbitar o buraco negro em um vasto disco de acreção que se estende a poucos décimos de um ano-luz do horizonte de eventos do buraco negro.
Até agora, no entanto, os astrônomos conseguiram visualizar apenas a porção tênue e quente desse fluxo de gás que se acumula, o que forma um fluxo quase esférico e não mostra nenhuma rotação óbvia.
Sua temperatura é estimada em 10 milhões de graus Celsius, ou cerca de dois terços da temperatura encontrada no núcleo do nosso sol. A essa temperatura, o gás brilha intensamente em luz de raio X, permitindo que ele seja estudado por telescópios de raios-X baseados no espaço, até a escala de cerca de um décimo de ano-luz do buraco negro.
Além desse gás incandescente e quente, observações anteriores com telescópios de comprimento milimétrico detectaram um grande estoque de gás hidrogênio comparativamente mais frio (cerca de 10.000ºC) dentro de poucos anos-luz do buraco negro. A contribuição deste gás mais frio para o fluxo de acresção no buraco negro era anteriormente desconhecida.
Embora o buraco negro do nosso centro galáctico seja relativamente calmo, a radiação ao redor dele é forte o suficiente para fazer com que os átomos de hidrogênio continuem a perder e se recombinar com seus elétrons. Essa recombinação produz um sinal distintivo de comprimento de onda milimétrico, que é capaz de atingir a Terra com muito poucas perdas ao longo do caminho.
Com sua notável sensibilidade e capacidade de ver detalhes, o ALMA conseguiu detectar esse fraco sinal de rádio e produzir a primeira imagem do disco de gás mais frio a apenas um centésimo de ano-luz de distância (ou cerca de 1.000 vezes a distância da Terra ao Sol) do buraco negro supermassivo.
Essas observações permitiram que os astrônomos mapeassem a localização e rastreassem o movimento desse gás. Os pesquisadores estimam que a quantidade de hidrogênio neste disco frio é de cerca de um décimo da massa de Júpiter.

Imagem captada pelo ALMA do disco de gás hidrogênio frio fluindo ao redor do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. As cores representam o movimento do gás em relação à Terra: a porção vermelha está se afastando, então as ondas de rádio detectadas pelo ALMA são levemente esticadas ou deslocadas para a porção 'mais vermelha' do espectro; a cor azul representa o gás que se move em direção à Terra, de modo que as ondas de rádio são levemente comprimidas ou deslocadas para a porção 'mais azul' do espectro. A cruz indica a localização do buraco negro.

Mapeando as mudanças nos comprimentos de onda desta luz de rádio devido ao efeito Doppler (a luz dos objetos se movendo em direção à Terra é levemente deslocada para a porção 'mais azul' do espectro, enquanto a luz dos objetos que se afastam é levemente deslocada para a porção 'mais vermelha' ), os astrônomos puderam ver claramente que o gás está girando em torno do buraco negro.
Esta informação fornecerá novos insights sobre como os buracos negros devoram a matéria e a complexa interação entre um buraco negro e sua vizinhança galáctica.
"Fomos os primeiros a imaginar esse disco indescritível e estudar sua rotação", disse Elena Murchikova, membro em astrofísica do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jersey, e principal autora do artigo.
"Estamos também sondando a acresção do buraco negro. Isto é importante porque este é o nosso buraco negro supermassivo mais próximo. Mesmo assim, ainda não temos uma boa compreensão de como funciona a sua acresção. Esperamos que estas novas observações do ALMA ajudem o buraco negro a revelar alguns dos seus segredos".

Fonte: Space Daily via National Radio Astronomy Observatory