Uma equipa internacional de astrónomos recorreu ao observatório espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) da NASA para observar comportamentos inéditos da matéria nas proximidades de um buraco negro. O estudo incidiu sobre o objeto IGR J17091-3624, localizado a cerca de 28 mil anos-luz da Terra, cujas medições de raios-X estão a colocar em causa as ideias estabelecidas sobre como estes fenómenos espaciais geram radiação.
O IXPE permitiu medir a polarização dos raios-X, o que ajuda a inferir a estrutura da coroa — uma região de plasma extremamente quente e magnetizado que envolve o buraco negro. Esta área pode atingir temperaturas vertiginosas de mil milhões de graus Celsius. Através desta análise, os cientistas descobriram que o buraco negro apresenta um padrão de brilho que oscila de forma semelhante a um batimento cardíaco cósmico.
O mistério da coroa e dos jatos de vento
As observações revelaram que os poderosos jatos de vento expelidos por um buraco negro só ocorrem após a formação desta camada externa de plasma. Em sistemas binários, o buraco negro absorve matéria de uma estrela vizinha, criando um disco de acreção rotativo que o alimenta. A energia detetada nesta zona é superior ao que seria de esperar apenas pela temperatura, levando os investigadores a suspeitar que campos magnéticos caóticos forneçam este "extra" de energia.
Melissa Ewing, autora principal do estudo da Universidade de Newcastle, descreveu o IGR J17091-3624 como uma fonte extraordinária. Segundo a investigadora, a capacidade de medir este batimento cardíaco de uma forma totalmente nova abre portas para compreender melhor como o plasma se comporta sob forças gravitacionais extremas.
Modelos explicam polarização elevada
Para justificar o elevado grau de polarização observado, que normalmente exigiria um ângulo de visão perfeito e muito específico, os cientistas testaram novos modelos matemáticos. Uma das hipóteses sugere que um "vento" de matéria é expelido do disco de acreção, espalhando os raios-X da coroa. Outra teoria aponta para o facto de o plasma na coroa poder estar a fluir para fora a velocidades que atingem 20% da velocidade da luz, cerca de 200 milhões de quilómetros por hora.
Estes ventos são considerados peças fundamentais para entender o crescimento de todos os tipos de buracos negros, incluindo os supermassivos que habitam o centro de galáxias como a nossa Via Láctea. O padrão de batimento cardíaco detetado no IGR J17091-3624 ocorre em ciclos que variam entre poucos segundos e cerca de 100 segundos. Curiosamente, este sistema percorre o seu ciclo de brilho na direção oposta a outros buracos negros conhecidos com comportamento semelhante, o que torna esta tecnologia de observação espacial ainda mais crucial para decifrar estes enigmas.
Conforme detalhado no relatório oficial da NASA, a equipa pretende agora continuar as simulações para refinar o conhecimento sobre a polarização em sistemas de buracos negros.
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