Thomas Dalton
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A luz escapando de um buraco negro pode "bumerangue" seu caminho para a liberdade, novas imagens de raios-X revelam.
Os pesquisadores descobriram esse comportamento estranho ao revisarem as observações de raios-X de arquivo de um buraco negro que tem aproximadamente 10 vezes a massa do nosso sol. Localizado a cerca de 17.000 anos-luz da Terra, o buraco negro extrai material de uma estrela parceira; juntos, o buraco negro e a estrela são conhecidos como XTE J1550-564.
As coisas podem ficar muito estranhas em torno de um buraco negro. Esses objetos cósmicos excepcionalmente densos exercem uma atração gravitacional tão poderosa que mesmo a luz não consegue resistir à sua atração. E cientistas descobriram recentemente que a luz se comporta de maneira ainda mais estranha em torno de um buraco negro do que se pensava. A luz no disco de acreção de um buraco negro - uma nuvem achatada e espiralada de poeira e gás que circunda as bordas de um buraco negro - às vezes pode escapar para o espaço. Mas a luz que partia do buraco negro XTE J1550-564 não seguiu o caminho previsível. Em vez de escapar diretamente do disco, a luz foi puxada de volta para o buraco negro e, em seguida, refletida no disco e para longe do buraco negro "como um bumerangue", relataram os pesquisadores em um novo estudo.
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Eles modelaram o disco de acreção do buraco negro e sua corona - uma zona de gás de baixa densidade muito próxima ao buraco negro - usando dados capturados pelo Rossi X-ray Timing Explorer, uma missão de satélite da NASA extinta que investigou buracos negros e estrelas de nêutrons e outros objetos emissores de raios-X entre 1995 e 2012.
"Normalmente, o que estudamos é a luz que vem desse gás" - a corona - "e ela ricocheteia neste disco que está espiralando em direção ao buraco negro", disse o autor do estudo, Riley Connors, pesquisador de pós-doutorado em física no Instituto da Califórnia do Centro Cahill de Tecnologia para Astronomia e Astrofísica em Pasadena, Califórnia.
Normalmente, a equipe estuda a luz "vindo daquela coroa e atingindo o disco, ricocheteando e, em seguida, chegando aos nossos telescópios. Isso é algo que temos estudado há muito tempo", disse Connors .
Desta vez, porém, parte da luz refletida no disco do buraco negro parecia originar-se no próprio disco, e não na corona; foi então arrastado de volta para o buraco negro antes de saltar para longe.
"O que descobrimos, que foi previsto na década de 1970, é que você pode ver a luz que vem do disco dobrada sobre si mesmo", disse Connors.
A luz de diferentes regiões ao redor do buraco negro tem assinaturas de raios-X distintas que dizem aos cientistas de onde a luz veio. Quando os autores do estudo analisaram os dados do XTE J1550-564, eles viram a luz refletida do buraco negro, mas tinha "impressões digitais" de emissão que não correspondiam às da luz que vinha da corona, disse Connors. Os pesquisadores então se voltaram para modelos de computador para explicar a anomalia.
Dando uma nova olhada nos buracos negros
Esta descoberta pode ajudar os cientistas a confirmar outros aspectos elusivos dos buracos negros, como a velocidade com que giram. Os pesquisadores já entendem como um disco de acreção ao redor de um buraco negro se comporta. Ao adicionar essa luz bumerangue a seus modelos de computador, os astrofísicos podem calcular a velocidade de rotação de um buraco negro com base na quantidade de luz que está se curvando e refletindo, explicou Connors.
"Talvez seja uma maneira mais confiável de medirmos a velocidade com que os buracos negros estão girando", disse ele. '"
Embora esse fenômeno tenha sido documentado até o momento apenas no sistema XTE J1550-564, este provavelmente não é o único buraco negro onde a luz realiza essas façanhas de ginástica incomuns, disse Connors..
"Estamos começando a observar dados de outros buracos negros; temos dados de vários satélites de raios-X para dezenas desses sistemas em nossa própria galáxia", disse ele. "Achamos que deveríamos ver isso em muitas outras fontes."
As descobertas foram publicadas online em 20 de março no The Astrophysical Journal.
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Originalmente publicado em .
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