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O buraco negro supermassivo no coração da galáxia M87, que ficou famoso pela primeira imagem da sombra de um buraco negro, rendeu outra novidade: foi confirmado que o jato que sai do buraco negro oscila, fornecendo uma prova direta de que o buraco negro está fiação.
Buracos negros supermassivos, monstros até bilhões de vezes mais pesados que o Sol que comem tudo ao seu redor, inclusive a luz, são difíceis de estudar porque nenhuma informação pode escapar de dentro deles. Teoricamente, existem muito poucas propriedades que podemos esperar medir. Uma propriedade que possivelmente poderia ser observada é o spin, mas devido às dificuldades envolvidas não houve observações diretas do spin do buraco negro.
Em busca de evidências da rotação do buraco negro, uma equipe internacional analisou mais de duas décadas de dados observacionais da galáxia M87. Esta galáxia localizada a 55 milhões de anos-luz de distância, na direção da constelação de Virgem, abriga um buraco negro 6,5 bilhões de vezes mais massivo que o Sol, o mesmo buraco negro que produziu a primeira imagem de uma sombra de buraco negro pelo Event Horizon Telescope (EHT). ) em 2019. Sabe-se que o buraco negro supermassivo em M87 tem um disco de acreção, que alimenta o buraco negro com matéria, e um jato, no qual a matéria é ejetada de perto do buraco negro a uma velocidade próxima da velocidade da luz.
A equipe analisou dados de 170 períodos de tempo coletados pela Rede VLBI do Leste Asiático (EAVN), pelo Very Long Baseline Array (VLBA), pelo conjunto conjunto de KVN e VERA (KaVA) e pelo Leste Asiático até a Itália Quase Global (EATING). Rede VLBI. No total, mais de 20 radiotelescópios em todo o mundo contribuíram para este estudo.
Os resultados mostram que as interações gravitacionais entre o disco de acreção e a rotação do buraco negro fazem com que a base do jato oscile, ou precesse, da mesma forma que as interações gravitacionais dentro do Sistema Solar fazem com que a Terra precesse. A equipe relacionou com sucesso a dinâmica do jato com o buraco negro supermassivo central, fornecendo evidências diretas de que o buraco negro de fato gira. A direção do jato muda cerca de 10 graus com um período de precessão de 11 anos, correspondendo às simulações teóricas de supercomputadores conduzidas pelo ATERUI II no Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ).
“Estamos entusiasmados com esta descoberta significativa”, diz Yuzhu Cui, autora principal do artigo que resume a pesquisa que iniciou como estudante de pós-graduação no NAOJ antes de se mudar para o Laboratório de Zhejiang como pesquisadora de pós-doutorado. “Como o desalinhamento entre o buraco negro e o disco é relativamente pequeno e o período de precessão é de cerca de 11 anos, o acúmulo de dados de alta resolução que rastreiam a estrutura M87 ao longo de duas décadas e uma análise minuciosa são essenciais para obter esta conquista.”
“Após o sucesso da imagem do buraco negro nesta galáxia com o EHT, se este buraco negro está girando ou não tem sido uma preocupação central entre os cientistas”, explica o Dr. Kazuhiro Hada do NAOJ. “Agora a expectativa se transformou em certeza. Este buraco negro monstruoso está realmente girando.”
“Este é um marco científico emocionante que foi finalmente revelado através de anos de observações conjuntas pela equipe internacional de pesquisadores de 45 instituições ao redor do mundo, trabalhando juntos como um só”, disse o Dr. Motoki Kino da Universidade Kogakuin, coordenador do VLBI do Leste Asiático. Grupo de Trabalho Científico de Núcleos Galácticos Ativos em Rede. “Os nossos dados observacionais perfeitamente ajustados à curva sinusoidal simples trazem-nos novos avanços na nossa compreensão do buraco negro e do sistema de jactos.”
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