New picture of famous black hole reveals its swirling magnetic field

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Buraco negro M87

Uma visão do buraco negro supermassivo M87 em luz polarizada

Colaboração EHT / ESO

A primeira imagem da sombra de um buraco negro ficou ainda mais interessante. A colaboração do Event Horizon Telescope (EHT) lançou a primeira imagem direta de um buraco negro em 2019 e, embora a imagem por si só fosse impressionante, não era a miscelânea científica que alguns esperavam. Agora, os pesquisadores adicionaram luz polarizada à imagem, dando-nos uma ideia de como os campos magnéticos em torno de um buraco negro supermassivo criam poderosos jatos de matéria.

“Não eram muitas informações sobre a física real do gás ao redor do buraco negro”, diz Sara Issaoun, membro da equipe EHT da Radboud University, na Holanda. “Olhar para ele em luz polarizada nos deu informações sobre o campo magnético do buraco negro.”

O EHT usa uma rede de oito telescópios ao redor do mundo para transformar a Terra em um radiotelescópio gigante, que possibilitou uma visão sem precedentes do buraco negro supermassivo no centro da galáxia M87, a 55 milhões de anos-luz de distância. A luz que o EHT captura é emitida pelos elétrons conforme eles se aceleram ao longo dos campos magnéticos, e a polarização da luz depende da direção do campo magnético.

Usando medições da luz polarizada perto do buraco negro M87, a equipe do EHT descobriu que a força do campo magnético está entre 1 e 30 gauss. Isso é cerca de 50 vezes a força do campo magnético da Terra medido nos pólos do planeta, onde é mais forte.

“A luz polarizada tem essas voltas curvas como uma espiral”, diz Issaoun. “Isso nos diz que o campo magnético ao redor do buraco negro é ordenado, e isso é realmente importante porque apenas um campo magnético ordenado pode lançar jatos – um campo magnético embaralhado não pode fazer isso.”

Alguns buracos negros, incluindo o do M87, expelem enormes jatos de matéria, mas como exatamente eles fazem isso é um mistério há muito tempo. Os pesquisadores acham que os jatos são lançados e moldados por campos magnéticos, mas as evidências são limitadas.

“Este processo de jato é totalmente incrível – algo do tamanho de nosso sistema solar pode disparar um jato que atravessa galáxias inteiras e até vizinhanças de galáxias”, diz Issaoun. “Agora estamos realmente vendo o campo magnético perto do buraco negro pela primeira vez, e isso está conectando-o ao jato, que é o processo mais poderoso do universo.”

Medir o campo magnético deste buraco negro com luz polarizada permitiu aos pesquisadores reduzir significativamente o número de possibilidades de como o buraco negro e seu jato funcionam. Eles compararam as observações com simulações de 120 modelos teóricos diferentes, e apenas 15 dos modelos se encaixam no que realmente vemos.

Em todos os 15 modelos, os campos magnéticos do buraco negro são relativamente fortes e desviam a matéria do próprio buraco negro, deixando-o de fome em favor do lançamento do material no jato.

Ainda não está claro se as possibilidades são igualmente reduzidas para todos os buracos negros supermassivos ou se é específico para este em particular. “Muito do que precisamos fazer nos próximos anos é descobrir quais lições podemos tirar disso para outras fontes também”, diz Andrew Chael, membro da equipe EHT da Universidade de Princeton.

Até agora, parece que todos os buracos negros com jatos fortes provavelmente se comportam como o do M87, diz ele. Adicionar apenas mais alguns telescópios ao array EHT – o que os pesquisadores já planejam fazer – pode ajudar a definir exatamente como o buraco negro está lançando seu jato.

Referências de periódicos: The Astrophysical Journal Letters, DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abe71d e DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abe4de

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