NASAŞ Chandra encontra buraco preto com crescimento tremendo. Um conceito artista de um buraco negro supermassivo, um disco circundante de material que cai em direção ao buraco negro e um jato contendo partículas que se afastam perto da velocidade da luz. Este buraco negro representa um quásar recentemente descoberto alimentado por um buraco negro. Observações da nova Chandra indicam que o buraco negro está crescendo a uma taxa que excede o limite habitual para buracos negros, chamado de Limitação do Eddington. Crédito: NASA/CXC/SAO/M. Raio X do Weiss: NASA/CXC/INAF- Brera/L. Ighina et al.; Illustração: NASA/ CXC/ SAO/ M. Weiss; Processamento de Imagem: NASA/ CXC/ SAO/ N. Loba Um buraco negro está crescendo com uma das taxas mais rápidas já registradas, de acordo com uma equipe de astrônomos. Esta descoberta do Observatório de raios X Chandra da NASA pode ajudar a explicar como alguns buracos negros podem atingir massas enormes relativamente rapidamente após o big bang. O buraco negro pesa cerca de um bilhão de vezes a massa do Sol e está localizado a cerca de 12.8 bilhões de anos- luz da Terra, o que significa que os astrônomos estão vendo- o apenas 920 milhões de anos após o início do universo. Ele está produzindo mais raios X do que qualquer outro buraco negro visto nos primeiros bilhões de anos do universo.
O buraco negro está alimentando o que os cientistas chamam de quásar, um objeto extremamente brilhante que supera galáxias inteiras. A fonte de energia deste monstro brilhante é grandes quantidades de matéria encaixando- se e entrando no buraco negro. Enquanto a mesma equipe o descobriu há dois anos atrás, ele levou observações de Chandra em 2023 para descobrir o que configura este quasar, RACS J 0320-35, além. Os dados dos raios X revelam que este buraco negro parece estar crescendo a uma velocidade que excede o limite normal para estes objetos. Foi um pouco chocante ver este buraco negro crescer de saltos e limites, disse Luca Ighina do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, que dirigiu o estudo.
Quando a matéria é puxada para um buraco negro, ela é aquecida e produz radiação intensa sobre um amplo espectro, incluindo raios X e luz óptica. Esta radiação cria pressão sobre o material que cai. Quando a taxa de matéria inflável atingir um valor crítico, a pressão de radiação equilibra a gravidade do buraco negro, e a matéria normalmente não pode cair para dentro mais rapidamente. Esse máximo é referido como o limite de Eddington. Os cientistas pensam que os buracos negros crescendo mais lentamente do que o limite do Eddington precisam nascer com massas de aproximadamente 10,000 Soles ou mais para que possam alcançar um bilhão de massas solares dentro de um bilhão de anos após o big bang — como foi observado no RACS J_ 0320-__ZXQNUM__. Um buraco negro com uma massa de nascimento tão alta pode resultar diretamente de um processo exótico: o colapso de uma enorme nuvem de gás denso contendo quantidades invulgarmente baixas de elementos mais pesados que o hélio, condições que podem ser extremamente raras. Se o RACS J 0320-35 está realmente crescendo a uma taxa elevada — estimada em 2.4 vezes o limite do Eddington — e o fez por um tempo sustentado, seu buraco negro poderia ter começado de uma forma mais convencional, com uma massa inferior a cem Sols, causada pela implosão de uma estrela maciça.
Ao conhecermos a massa do buraco negro e trabalharmos sobre a rapidez com que ele está crescendo, podemos trabalhar para trás para estimar quão maciço poderia ter sido ao nascer, disse o co-autor Alberto Moretti do INAF-Osservatorio Astronomico di Brera na Itália. Com este cálculo, podemos testar ideias diferentes sobre como os buracos negros nascem. Para descobrir quão rápido este buraco negro está crescendo (entre 300 e 3,000 Sols por ano), os pesquisadores compararam modelos teóricos com a assinatura de raios- X, ou espectro, de Chandra, que dá as quantidades de raios- X em diferentes energias. Eles encontraram o espectro Chandra que correspondeu de perto ao que esperavam de modelos de um buraco negro crescendo mais rápido do que o limite de Eddington. Os dados da luz óptica e infravermelha também suportam a interpretação de que este buraco preto está embalando o peso mais rápido do que o limite Eddington permite. Como o universo criou a primeira geração de buracos negros?Dizia o co-autor Thomas do Connor, também do Centro de Astrofísica. O que continua a ser uma das maiores perguntas em astrofísica e este único objeto está nos ajudando a perseguir a resposta.
Outro mistério científico abordado por este resultado diz respeito à causa de jatos de partículas que se afastam de alguns buracos negros perto da velocidade da luz, como se vê no RACS J__ZXQNUMP_-35. Jets como este são raros para quásares, o que pode significar que a taxa de crescimento rápida do buraco negro está de alguma forma contribuindo para a criação desses jatos. O quasar foi anteriormente descoberto como parte de um levantamento de um telescópio de rádio usando o Pathfinder de Array Quadrado Australiano, combinado com dados ópticos da Câmara de Energia Escura, um instrumento montado no Victor M. Teléscopo Blanco 4-metro no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile. Os EUA Fundação Nacional de Ciências Laboratório Nacional de Pesquisa de Astronomia Infravermelha Ópticas O telescópio Gemini- Sul no Cerro Pachon, Chile foi usado para obter a distância precisa de RACS J 0320-35. Um artigo descrevendo estes resultados foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal e está disponível aqui.
O Centro de Voo Espacial Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Observatório Astrofísico Smithsoniano o Chandra X-ray Center controla as operações científicas de Cambridge, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts. Leia mais no Observatório de raios X da NASA. Saiba mais sobre o Observatório de Raios X Chandra e sua missão aqui: Esta versão possui um quasar localizado 12.8 bilhões de anos-luz da Terra, apresentado como uma ilustração do artista e uma imagem de raios- X do Observatório de raios- X da NASA.
Na ilustração do artista, o quasar, RACS J 0320-_ZXQNUMW__, senta- se na nossa parte superior esquerda, preenchendo o lado esquerdo da imagem. Ele se assemelha a um disco em espiral, com movimentos de faixas laranja, vermelha e amarela. No centro do disco, cercado por uma luz amarelo brilhante, brilhante e brilhante, há uma forma de ovo preto. Este é um buraco negro, um dos buracos negros de crescimento mais rápido já detectados. O buraco preto também é mostrado em uma pequena imagem de raios X Chandra na nossa parte superior direita. Nessa representação, o buraco negro aparece como um ponto branco com um anel externo de neon roxo. A ilustração do artista também destaca um jato de partículas que explodem para longe do buraco negro no centro do quasar. A viga de prata esteirada começa no núcleo do quasar distante, perto da nossa parte superior esquerda, e desce para a nossa parte inferior direita. O feixe borrado de partículas energéticas parece se ampliar à medida que se aproxima e sai da imagem. Megan Watzke Chandra Centro de Raios X Cambridge, Missa. 617-496-7998 mwatzke@cfa.harvard.edu. Centro de Voo Espacial Marshall de Corinne Beckinger, Huntsville, Alabama 256-544 0034 corinne.m.beckinger@nasa.gov.
Editor Lee Mohon Contato Corinne M. Beckinger corinne.m.beckinger@nasa.gov Localização Centro de vôo espacial Marshall Observatório de Raios X Chandra. Galaxias, Estrelas, & Buracos Pretos Galáxias, Estrelas e Pesquisa de buracos pretos. Astrofísica Marshall.
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