Saiba por que alguns buracos negros têm “batimentos cardíacos”

Pesquisas recentes revelam que os buracos negros, embora não sejam seres vivos, podem ter “batidas cardíacas” quando consomem grandes quantidades de gás.

Esse fenômeno ocorre em sistemas binários, nos quais o buraco negro compartilha órbita com outra estrela e, ao atrair gás dessa companheira, comprime-o e aquece-o a temperaturas extremamente elevadas. Esse processo gera intensa radiação de raios X, essencial para a primeira identificação de um desses monstros cósmicos, no caso de Cygnus X-1, uma das fontes de raios X mais brilhantes do céu.

Durante este consumo voraz, que pode durar milhares a milhões de anos, ocorrem explosões repentinas de raios X à medida que o buraco negro engole uma grande quantidade de material de uma só vez. Os astrónomos observaram estas explosões ao longo dos anos, mas ocasionalmente identificaram um comportamento peculiar: um pulso regular de atividade dentro da explosão, semelhante a um batimento cardíaco humano, com um aumento gradual, um declínio rápido e um regresso à normalidade.

Buraco negro analisado no estudo está a 28 mil anos-luz da Terra

Recentemente, uma equipe de astrônomos do Laboratório Chave de Astrofísica de Partículas da Academia Chinesa de Ciências, em Pequim, investigou uma dessas “batidas cardíacas” em um buraco negro conhecido como IGR J17091-3624, localizado a 28 mil anos-luz da Terra. O artigo que relata os resultados está disponível em Banco de dados de pré-impressão arXiv e foi submetido para publicação na revista O Jornal Astrofísico.

Usando dados de raios X de 2022, obtidos pelos instrumentos NICER e NuSTAR, a equipe identificou sinais claros de batimentos cardíacos na explosão. Eles concluíram que esses pulsos são causados ​​por interações e instabilidades no material que circunda o IGR J17091-3624.

À medida que o material cai no buraco negro, forma um disco fino e de rotação rápida, cuja borda interna se inclina em direção ao horizonte de eventos do objeto, enquanto o resto do disco emite radiação de raios X.

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Isto cria uma situação instável em que a radiação do disco compete com a atração gravitacional do buraco negro. O batimento cardíaco é acionado quando o disco se fragmenta, enviando um grande aglomerado de material em direção ao monstro cósmico, liberando radiação intensa. Este processo evita temporariamente a queda do gás, que se estabiliza antes de reiniciar o ciclo.

Estes sinais de batimento cardíaco são extremamente raros, sendo observados em apenas dois buracos negros entre centenas estudados. No entanto, os investigadores esperam que mais estudos possam fornecer informações valiosas sobre as interações entre estas regiões misteriosas e colossais do cosmos e os seus ambientes.