Dois satélites destinados a realizar observações do Universo na
faixa eletromagnética do Raio-X, um deles denominado “Telescópio
Espectroscópico Nuclear - NUSTAR, e o outro chamado de “XMM-Newton” da
Agência Espacial Européia, estão trabalhando juntos para medir de forma
conclusiva, pela primeira vez, o padrão de rotação de um buraco negro
com uma massa de 2 milhões de vezes a massa do nosso Sol.
O
supermassivo Buraco Negro situa-se no interior de uma região repleta de
poeira e gás existente no núcleo de uma galáxia chamada NGC 1365, e está
girando quase tão rápido quanto o limite máximo previsto na Teoria da
Relatividade Geral de Einstein permitiria.
Os resultados, que
aparecem em um novo estudo publicado pela Revista Nature, soluciona um
longo debate sobre este tipo de medição realizado em outros buracos
negros e permitirá um melhor entendimento de como os buracos negros e as
galáxias se desenvolvem.
As observações são
também um poderoso teste para a Teoria da Relatividade Geral de
Einstein, que diz que a gravidade pode curvar o espaço-tempo, a
estrutura que forma nosso Universo.
O NuSTAR,
que é uma missão de exploração lançada em junho de 2012, foi desenhada
para detectar emissões de Raios-X com alta energia, com grande
resolução.
Estas observações são
complementadas por um telescópio capaz de observar emissões de Raios-X
de baixa energia, que são o caso do “XMM-Newton” e do “Chandra” da NASA.
Os cientistas usam estes e outros telescópios para estimar como os
buracos negros rotacionam.
Até agora, estas
medições não eram precisas, devido à presença de nuvens de gás que podem
tornar os buracos negros obscurecidos e com isto confundir os
resultados. Com a ajuda do XMM-Newton, e do NuSTAR , os cientistas foram
capazes de ver em uma grande faixa de emissão de Raios-X e assim
conseguir penetrar mais profundamente na região ao redor do Buraco
Negro. Os novos dados demonstram que os raios-X não se deformam pelas
ação destas pretensas nuvens, mas sim pela tremenda gravidade do buraco
negro. Isto permite acreditar ser possível determinar, e de forma
conclusiva, o padrão de rotação de buracos negros supermassivos.
Medir a rotação de buracos negros supermassivos é fundamental para entender sua história e a de sua galáxia hospedeira.
Eles
são cercados por discos de acreção achatados como panquecas, formados à
medida que sua enorme gravidade puxa matéria para o seu interior.
A
teoria de Einstein predisse que quanto mais rápido o buraco negro gira,
mais próximo o disco de acreção ficará do buraco negro. E quanto mais
próximo o disco de acreção estiver do objeto, mais a gravidade do buraco
negro irá distorcer os Raios-X emanados do disco.
Os
Astrônomos procuram por estes efeitos de distorção realizando a análise
dos Raios-X emitidos pela circulação dos átomos ferro neste disco. No
novo estudo, eles usaram ambos XMM-Newton e NuSTAR para observar
simultaneamente o buraco negro da galáxia NGC 1365. Enquanto o
XMM-Newton revelou que as emissões de Raios-X provenientes de átomos de
ferro estava distorcida, o NuSTAR provou que esta distorção era causada
pela gravidade do buraco negro, e não por nuvens de gás existentes nas
proximidades.
Com a possibilidade de serem
estas nuvens a causa da distorção, eliminada, os cientistas podem agora
usar as distorções na assinatura eletromagnética das emissões de Raios-X
provenientes dos átomos do ferro, para mensurar o padrão de rotação do
buraco negro. Os resultados serão aplicados a diversos outros buracos
negros, descartando a incerteza nas medições anteriormente existentes.
