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Albert Einstein tinha razão: existe uma região na borda dos buracos negros onde a matéria já não consegue permanecer na sua órbita e, em vez disso, cai dentro deles, como previu a sua teoria da gravidade.
Usando telescópios capazes de detectar raios X, uma equipe de astrônomos observou pela primeira vez esta região – chamada de “zona de afundamento” – em um buraco negro a cerca de 10 mil anos-luz da Terra. “Ignoramos esta região porque não tínhamos os dados”, disse o cientista pesquisador Andrew Mummery, principal autor do estudo. Estádio Foi publicado quinta-feira na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Mas agora que fizemos isso, não podemos explicar de outra maneira.”
Esta não é a primeira vez que os buracos negros ajudam a confirmar a grande teoria de Einstein, também conhecida como relatividade geral. A primeira foto Do buraco negroEsta imagem, tirada em 2019, já havia reforçado a suposição básica do físico revolucionário de que a gravidade é apenas matéria que dobra a estrutura do espaço-tempo.
Ao longo dos anos, muitas das outras previsões de Einstein revelaram-se corretas. entre eles Ondas gravitacionais e o limite de velocidade global. “É um cara difícil de apostar neste momento”, disse Mummery, bolsista Leverhulme-Pierls do Departamento de Física da Universidade de Oxford, no Reino Unido.
“Saímos procurando por isso especificamente – esse sempre foi o plano. Debatemos se conseguiríamos encontrá-lo por muito tempo”, disse Mummery. “As pessoas disseram que seria impossível, então é preciso confirmar que existe. emocionante.”
NASA/CXC/M. Weiss
Na ilustração de um artista, um buraco negro puxa matéria de uma estrela companheira, formando um disco que orbita o buraco negro antes de cair nele.
O buraco negro observado está localizado em um sistema chamado MAXI J1820+070, que consiste em uma estrela menor que o Sol e o próprio buraco negro. estimado De 7 a 8 massas solares. Os astrônomos usaram os telescópios espaciais NuSTAR e NICER da NASA para coletar dados e entender como o gás quente, chamado plasma, é sugado da estrela para o buraco negro.
Nustar Abreviatura de Nuclear Spectroscopic Array, que Ele gira em torno da TerraE O mais bonitooficialmente conhecido como Neutron Star Interior Composition Explorer, está localizado na Estação Espacial Internacional.
NASA/JPL-Caltech
O telescópio espacial NuSTAR da NASA, mostrado aqui na arte conceitual, foi usado pela primeira vez para detectar uma “zona de pouso” em torno de um buraco negro.
“Em torno destes buracos negros existem grandes discos de material que orbitam estrelas próximas”, disse Mummery. “A maioria deles é estável, o que significa que podem fluir alegremente. É como um rio, enquanto a área inundada é como a beira de uma cachoeira – todo o seu apoio se foi e você está batendo a cabeça”. do que você pode ver é o rio, mas há uma pequena área no final.”, que é basicamente o que encontramos”, lembrando que embora o “rio” tenha sido amplamente observado, esta é a primeira evidência da existência de um rio. “rio”. “Cachoeira”.
Ao contrário do horizonte de eventos, que está mais próximo do centro do buraco negro e não permite que nada escape, incluindo luz e radiação, na “zona de mergulho” a luz ainda pode escapar, mas a matéria está fadada à forte atração da gravidade . explicar.
Os resultados do estudo podem ajudar os astrónomos a compreender melhor a formação e evolução dos buracos negros. “Podemos realmente aprender sobre isso estudando esta área, porque está no limite, por isso nos dá mais informações”, disse Mummery.
A única coisa que falta no estudo é uma imagem real do buraco negro, porque é muito pequeno e distante. Mas outra equipa de investigadores de Oxford está a trabalhar em algo ainda melhor do que apenas uma fotografia: o primeiro filme de um buraco negro. Para conseguir isso, a equipe precisará primeiro construir um novo observatório Telescópio Milimétrico Africano na Namíbia, que Momiri espera estar online dentro de uma década. O telescópio, que se juntará à colaboração internacional Event Horizon Telescope que capturou a imagem pioneira do buraco negro de 2019, permitirá aos cientistas observar e fotografar grandes buracos negros no centro da Via Láctea e além.
De acordo com Christopher Reynolds, professor de astronomia da Universidade de Maryland, College Park, encontrar evidências reais de uma “zona de afundamento” é um passo importante que permitirá aos cientistas melhorar significativamente os modelos de como a matéria se comporta em torno de um buraco negro. “Por exemplo, poderia ser usado para medir a taxa de rotação de um buraco negro”, disse Reynolds, que não esteve envolvido no estudo.
Dan Wilkins, cientista pesquisador da Universidade de Stanford, na Califórnia, considera isso um desenvolvimento empolgante e ressalta que se trata de um desenvolvimento empolgante Em 2018, houve uma explosão muito brilhante Luz de um dos buracos negros dentro da nossa galáxia, combinada com um excesso de raios X de alta energia.
“Na época, presumimos que esse excesso era proveniente de material quente na zona de afundamento, mas não tínhamos uma previsão teórica completa de como seria essa emissão”, disse Wilkins, que também não esteve envolvido no estudo. Novo estudo.
Ele acrescentou que este estudo já está realizando esses cálculos, usando a teoria da gravidade de Einstein para prever como serão os raios X emanados do material na “zona de subducção” ao redor do buraco negro, e comparando-os com os dados daquela explosão brilhante em 2013. 2018.
“Este será um grande espaço de descoberta para a próxima década, à medida que olhamos para a próxima geração de telescópios de raios X que nos darão medições mais detalhadas de regiões mais profundas, além dos horizontes de eventos dos buracos negros”, disse Wilkins. “.
