Dois telescópios de raios-X, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), da NASA, e o XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia, uniram-se para medir de forma definitiva, pela primeira vez, a taxa de rotação de um buraco negro com uma massa 2 milhões de vezes a do nosso sol.
O buraco negro supermassivo está no coração de uma galáxia chamada NGC 1365, a 56 milhões de anos-luz da Terra. Ele gira quase tão rápido quanto a teoria da gravidade de Einstein permite.
Os resultados da pesquisa, que aparecem na revista Nature, resolvem um longo debate sobre medidas semelhantes em outros buracos negros, e levam a uma melhor compreensão de como os buracos negros e galáxias evoluem.
As observações também são um teste poderoso da teoria da relatividade geral de Einstein, que diz que a gravidade pode dobrar o espaço-tempo, o tecido que molda o nosso universo, e a luz que viaja através dele.
Medições incertas
NuSTAR, uma missão da NASA lançada em junho de 2012, foi projetado para detectar a luz raio-X de mais alta energia em grande detalhe. Ele complementa telescópios que observam luzes de menor energia, como o XMM-Newton e o Chandra X-ray Observatory. Cientistas usam esses e outros telescópios para estimar as taxas de rotação de buracos negros.Até agora, essas medidas podiam não estar certas, porque as nuvens de gás em volta dos buracos negros poderiam ter os obscurecido e confundido os resultados.
Com a ajuda do XMM-Newton, NuSTAR foi capaz de ver uma ampla gama de energias de raios-X e penetrar mais profundamente na região ao redor do buraco negro.
Os novos dados demonstram que os raios-X não estão sendo distorcidos pelas nuvens de gás circundantes, mas pela gravidade enorme do buraco negro. Isto prova que as taxas de rotação de buracos negros supermassivos podem ser determinadas de forma conclusiva.
O experimento
Medir a rotação de um buraco negro supermassivo é fundamental para entender sua história e de sua galáxia hospedeira.“Esses monstros, com massas de milhões a bilhões de vezes a do sol, são formados como pequenas sementes no início do universo e crescem engolindo estrelas e gás em suas galáxias, fundindo com outros buracos negros gigantes quando as galáxias colidem, ou ambos”, disse o autor principal do estudo, Guido Risaliti do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, em Cambridge, Massachusetts (EUA), e do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.
Buracos negros supermassivos são rodeados por discos de acreção, formados conforme sua gravidade puxa matéria para dentro deles.
A teoria de Einstein prevê que, quanto mais rápido um buraco negro gira, mais perto o disco de acreção fica do buraco negro. Quanto mais próximo o disco de acreção, mais a gravidade do buraco negro irá deformar os raios-X lançados do disco.
Enquanto o XMM-Newton revelou que a luz do ferro estava sendo deformada, NuSTAR provou que essa distorção estava vindo da gravidade do buraco negro e não das nuvens de gás na vizinhança.
Os dados do NuSTAR também mostraram que o ferro estava tão perto do buraco negro que sua gravidade devia estar causando os efeitos de deformação.
Com a possibilidade das nuvens estarem obscurecendo as medições descartada, os cientistas podem usar as distorções no ferro dos buracos negros para determinar sua taxa de rotação com precisão, removendo a incerteza previamente sugerida.
A descoberta se aplica a medição de vários outros buracos negros.[ScienceDaily]
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