Recentemente, uma equipe de astrônomos liderados pela pesquisadora Denimara Dias dos Santos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais do Brasil, conseguiu realizar a primeira medição direta das bordas de um disco de acreção que envolve um buraco negro supermassivo localizado na galáxia III Zw 002, a aproximadamente 1,17 bilhão de anos-luz da Terra (DOS-SANTOS, 2023).
Um disco de acreção é uma estrutura formada pelo material que está sendo atraído para dentro de um buraco negro.
O buraco negro investigado neste estudo tem massa centenas de milhões de vezes maior que a do Sol.
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A medição foi possível através da detecção de luz no espectro infravermelho próximo, que revelou as bordas do disco de acreção a uma distância de aproximadamente 52 dias-luz do buraco negro.
A dificuldade em estudar buracos negros supermassivos reside no fato de que eles são relativamente pequenos em relação à vasta distância que os separa da Terra.
Portanto, mesmo com sua massa e brilho notáveis, esses objetos não podem ser analisados em detalhes diretamente.
Em vez disso, os astrônomos estudam as assinaturas de luz que emanam da galáxia hospedeira, procurando por características que indiquem a presença de um disco de acreção.
Uma dessas características é um fenômeno conhecido como pico duplo no espectro de emissão, que ocorre devido à rotação do disco de acreção.
Uma parte do disco se move em direção ao observador, enquanto a outra se afasta.
Imagem: NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld.
Consequentemente, a luz emitida por um elemento químico específico no disco apresenta dois comprimentos de onda diferentes, resultando em um pico duplo no espectro.
Embora picos duplos tenham sido detectados em torno de buracos negros supermassivos anteriormente, essas detecções se originaram da chamada região de linha estreita, que está relativamente próxima do buraco negro.
No entanto, essas detecções não forneceram informações abrangentes sobre o tamanho total do disco de acreção.
O estudo liderado por Denimara Dias dos Santos conseguiu detectar picos duplos na região de linha larga do disco de acreção, marcando a primeira vez que essa região foi “observada” diretamente.
Além disso, essa foi a primeira detecção de picos duplos feita usando um instrumento no espectro infravermelho próximo.
A análise dos dados revelou que o primeiro pico duplo, associado ao hidrogênio, estava localizado a uma distância de aproximadamente 16,77 dias-luz do buraco negro.
O segundo pico duplo, relacionado ao oxigênio, foi observado nas bordas da região de linha larga, a cerca de 18,86 dias-luz do buraco negro.
Os modelos sugerem que a região de linha larga se estende até aproximadamente 52,43 dias-luz do buraco negro.
Essa medição, embora impressionante em termos astronômicos, revela que a região de acreção em torno desse buraco negro supermassivo específico não é excepcionalmente grande em relação a outras medições obtidas indiretamente.
No entanto, essa descoberta contribui significativamente para a compreensão da estrutura e do comportamento dos discos de acreção em galáxias ativas que abrigam buracos negros supermassivos.
Os astrônomos planejam continuar monitorando a galáxia III Zw 002 para verificar se o comportamento observado corresponde às previsões teóricas, oferecendo insights adicionais sobre os processos de alimentação e a estrutura interna de galáxias ativas que hospedam buracos negros supermassivos.
Referências
DOS SANTOS, Denimara Dias et al. First Observation of a Double-peaked O i Emission in the Near-infrared Spectrum of an Active Galaxy. The Astrophysical Journal Letters, v. 953, n. 1, p. L3, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 16 set 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Pela primeira vez, a massa do disco de acreção de um buraco negro é medida. Ciência Mundo, set 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
