Pesquisadores capturam sons ‘estranhos’ de buracos negros; ouça

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Milhões de buracos negros se escondem por toda a Via Láctea, apenas revelando a presença ocasionalmente através de rajadas de luz de raios-X quando se alimentam de estrelas.

Agora, astrônomos conseguiram identificar a localização de oito pares raros de buracos negros e as estrelas que os orbitam, graças aos ecos de raios-X que eles liberam. Anteriormente, havia apenas dois pares conhecidos emitindo ecos de raios-X em nossa galáxia.

Sitemas binários de buracos negros ocorrem quando esses fenômenos celestes são orbitados por uma estrela, que às vezes eles usam para sugar gás e poeira como uma ‘refeição’.

Os ecos foram convertidos em ondas sonoras que podem tirar seu sono à noite. Ouça:

As descobertas de um estudo, publicado na segunda-feira (2) no The Astrophysical Journal, podem ajudar os cientistas a entender como os buracos negros evoluem.

Anatomia de uma explosão de buraco negro

A equipe de pesquisa desenvolveu uma ferramenta automatizada apelidada de “Máquina de Reverberação” para procurar ecos de sistemas binários de buracos negros em dados de satélite.

Durante o estudo, pesquisadores usaram a máquia para examinar dados coletados pelo telescópio de raios-X da Nasa chamado Neutron star Interior Composition Explorer (Nicer), que faz parte da Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês)

“Vemos novas assinaturas de reverberação em oito fontes”, disse o principal autor do estudo, Jingyi Wang, estudante de pós-graduação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em um comunicado.

“Os buracos negros variam em massa de cinco a 15 vezes a massa do Sol, e estão todos em sistemas binários com estrelas normais, de baixa massa e parecidas com o Sol.”

Depois de coletar os oito ecos, os pesquisadores os compararam para ver como um buraco negro muda quando libera uma explosão de raios-X. Um retrato semelhante surgiu para os oito sistemas binários.

Quando os buracos negros puxam material de uma estrela em órbita, eles podem lançar “jatos” brilhantes de partículas que vão fluindo para o espaço perto da velocidade da luz.

A equipe de pesquisa notou que, durante o processo, o buraco negro liberará um flash final altamente energético antes de fazer a transição para um estado de baixa energia.

Quando a última explosão ocorrer, isso pode significar que o anel de plasma altamente energético do buraco negro (ou coroa) está liberando partículas energizadas antes de desaparecer.

Os cientistas devem aplicar essa descoberta a buracos negros supermassivos maiores, que funcionam como “motores” no centro das galáxias e podem disparar partículas que podem moldar a formação galáctica.

“O papel dos buracos negros na evolução das galáxias é uma questão pendente na astrofísica moderna”, disse a autora do estudo Erin Kara, professora assistente de física no MIT, em um comunicado.

“Curiosamente, esses sistemas binários de buracos negros parecem ser ‘mini’ buracos supermassivos e, portanto, entendendo as explosões nos pequenos sistemas próximos, podemos entender como explosões semelhantes em buracos negros maiores afetam as galáxias em que residem.”

Transformando ecos de raios-X em som

Os ecos dessas emissões de raios-X podem ajudar os astrônomos a mapear onde os buracos negros estão localizados.

Não é diferente da ecolocalização usada pelos morcegos para navegação. Os morcegos emitem chamadas que rebatem nos obstáculos e retornam como um eco, e a duração do retorno do eco ajuda os morcegos a determinar a distância dos objetos.

Os ecos dos buracos negros são criados por dois tipos de raios-X liberados da coroa, e os astrônomos podem usar a quantidade de tempo que o telescópio leva para detectar os dois tipos para rastrear como um buraco negro muda à medida que engole material da superfície, ou seja, uma estrela.

Os ecos do buraco negro não são sons reais que podem ser ouvidos sem alguma ajuda, então Kara colaborou com Kyle Keane, professor do departamento de ciência e engenharia de materiais do MIT, e Ian Condry, professor do departamento de antropologia do MIT, para transformá-los em ondas sonoras.

A equipe rastreou mudanças nos ecos de raios-X, determinou atrasos durante os estágios de transição e traçou semelhanças na evolução de cada explosão de buraco negro.

O resultado soa como algo de um filme de ficção científica dos anos 1950.

“Estamos no início de poder usar esses ecos de luz para reconstruir os ambientes mais próximos do buraco negro”, disse Kara.

“Agora mostramos que esses ecos são comumente observados e somos capazes de sondar as conexões entre o disco, o jato e a coroa de um buraco negro de um novo jeito”.

E se você quiser ouvir mais sons assustadores de buracos negros, a Nasa acaba de lançar um remix de algumas sonificações de buracos negros para o seu prazer auditivo.