Usando o telescópio IBIS a bordo do satélite INTEGRAL da Agência Espacial Europeia, os pesquisadores relataram as primeiras medições de polarização de um sistema binário de buraco negro, que compreende um buraco negro e uma estrela normal orbitando em torno de um centro de massa comum.
As novas observações revelam que a região caótica é encadeada por campos magnéticos e representam a primeira vez que os campos magnéticos foram identificados tão perto de um buraco negro. Mais importante, o Integral mostra que são campos magnéticos altamente estruturados que estão formando um túnel de escape para matéria quente que, de outra forma, mergulharia no buraco negro em milissegundos.
Philippe Laurent é pesquisador do Instituto de Pesquisas sobre as Leis Fundamentais do Universo (IRFU), do CEA na França. Ele é o principal autor do artigo, que aparece hoje emScience Express.
Laurent e seus colegas detectaram fótons de raios gama polarizados provenientes do Cygnus X-1 (19).h 58m 21.6756s + 35 ° 12 ′ 05.775 ″), um conhecido sistema binário de raios X de buraco negro na constelação de Cygnus. Eles sugerem que a emissão polarizada é originária de um jato de partículas relativísticas próximo ao buraco negro.
O gráfico acima refere-se aos resultados da equipe: “enquanto os fótons de baixa energia parecem não estar polarizados (a linha inserida à esquerda é meramente plana), os de energia mais alta são fortemente polarizados (a linha inserida à direita parece ser sinusoidal ) e, portanto, deve estar relacionado ao jato ”, escreveu Laurent em um email.
Os autores revelam mais detalhes através do artigo: "A modelagem espectral dos dados revela dois mecanismos de emissão: os dados de 250-400 keV são consistentes com as emissões dominadas pela dispersão de Compton nos elétrons térmicos e são fracamente polarizadas", escrevem eles. "O segundo componente espectral visto na faixa de 400keV-2MeV é fortemente polarizado, revelando que a emissão de MeV provavelmente está relacionada ao jato detectado pela primeira vez na banda de rádio".
Suas evidências apontam que o campo magnético do buraco negro é forte o suficiente para arrancar partículas das garras gravitacionais do buraco negro e canalizá-las para fora, criando jatos de matéria que disparam para o espaço, de acordo com um comunicado de imprensa da ESA. As partículas nos jatos estão sendo atraídas para trajetórias espirais à medida que escalam o campo magnético para a liberdade e isso está afetando uma propriedade de sua luz de raios gama conhecida como polarização.
Um raio gama, como a luz comum, é um tipo de onda, e a orientação da onda é conhecida como polarização. Quando uma partícula rápida espirala em um campo magnético, produz um tipo de luz, conhecida como emissão de síncrotron, que exibe um padrão característico de polarização. É essa polarização que a equipe encontrou nos raios gama. Foi uma observação difícil de fazer.
“Tivemos que usar quase todas as observações que a Integral já fez do Cygnus X-1 para fazer essa detecção”, diz Laurent.
Acumuladas ao longo de sete anos, essas observações repetidas do buraco negro totalizam agora mais de cinco milhões de segundos de tempo de observação, o equivalente a tirar uma única imagem com um tempo de exposição de mais de dois meses. A equipe de Laurent os juntou para criar exatamente essa exposição.
“Ainda não sabemos exatamente como a matéria infalível se transforma nos jatos. Há um grande debate entre teóricos; essas observações os ajudarão a decidir ”, diz Laurent.
Jatos ao redor de buracos negros já foram vistos por radiotelescópios, mas essas observações não podem ver o buraco negro em detalhes suficientes para saber exatamente o quão perto do buraco negro os jatos se originam. Isso torna essas novas observações inestimáveis. Tais medidas de polarização podem fornecer informações diretas sobre a natureza de muitos processos astrofísicos e os pesquisadores dizem que, no futuro, sua descoberta poderá aprofundar nossa compreensão dos mecanismos de emissão do Cygnus X-1, um modelo para outros binários de buracos negros no universo.
Fonte: Ciência. O artigo aparece hoje, no Science Express local na rede Internet.
