Telescópio especialista em raios X desvenda segredos de buraco negro gigante

Os primeiros resultados científicos do telescópio XRISM (sigla de “X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission”) foram revelados. O observatório é operado pela Agência Espacial Europeia (ESA) e pela JAXA, a agência espacial do Japão, e revelou os segredos da estrutura, movimento e temperatura do material ao redor de um buraco negro supermassivo.

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• Buraco negro expele jato gigantesco e cria estrutura maior que a Via Láctea

O buraco negro em questão fica no coração da galáxia NGC 4151, a 62 milhões de anos-luz de nós. Os cientistas decidiram apontar o XRISM para lá para investigar como o gigante cósmico ali, 30 milhões de vezes mais massivo que o Sol, se alimenta de matéria. 

Com o XRISM, os astrônomos conseguiram monitorar o plasma que circulava o buraco negro a apenas 0,1 ano-luz de distância; aos poucos, o material foi se aproximando e ficou a 0,001 ano-luz, distância comparável àquela entre o Sol e Urano, e depois foi devorado. 

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Através das assinaturas de raios X vindas de átomos de ferro, os astrônomos conseguiram identificar algumas estruturas ao redor do buraco negro. Entre elas, estão o disco de acreção, que o alimenta com a matéria, e uma estrutura e gás e poeira em toro com formato de donut. 

Estas estruturas já foram observadas por outros instrumentos na luz infravermelha e em ondas de rádio. O que muda com o XRISM é que seus instrumentos permitiram que os cientistas determinassem como o plasma (gás superaquecido) ao redor do buraco negro ganha forma, bem como seu movimento. 

Aliás, o plasma não é algo exclusivo dos buracos negros — ele também ocorre nas supernovas, as explosões colossais das estrelas massivas que chegaram ao fim dos seus ciclos. Por isso, o XRISM também observou os restos da supernova N132D, encontrada a 160 mil anos-luz da Terra na Grande Nuvem de Magalhães. 

Este remanescente de supernova é feito de uma bolha de plasma disparada por uma estrela massiva que colapsou há cerca de 3 mil anos — devido à distância, a luz dela levou 160 mil anos para nos alcançar. Até então, os cientistas acreditavam que os restos das supernovas se espalhavam pelo espaço na forma de uma estrutura de plasma esférica.

Só que os dados do XRISM sugerem que este não é caso: na verdade, os restos da explosão parecem se expandir agrupados em formato parecido com o de uma rosquinha. Além disso, o telescópio revelou que o material está se movendo a 4,1 milhões de quilômetros por hora, quase 2 mil vezes mais rápido que um jato F-16. 

As características extremas deste remanescente não pararam ali. Os cientistas descobriram que a temperatura ali chega a 10 bilhões de graus Celsius — para comparação, nosso Sol alcança “apenas” 15 milhões de graus Celsius! Além de impressionantes, estas observações podem ajudar os cientistas a entenderem como os elementos formados no coração das estrelas são distribuídos pelo universo quando elas explodem. 

O XRISM foi lançado em 2023 e já recebeu mais de 300 propostas de estudos sendo que, por enquanto, 104 delas foram aprovadas. “Graças à sua performance excepcional em órbita, superando as expectativas iniciais, ele promete muito mais descobertas empolgantes”, declarou a ESA.

Os artigos que descrevem as descobertas foram publicados no repositório arXiv. 

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