maio 25, 2022

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Astrônomos anunciam a descoberta de buracos negros supermassivos

Orbiting Supermassive Black Holes

Dois buracos negros supermassivos orbitam um ao outro em um sistema binário. Eles estão 10 vezes mais próximos um do outro do que os buracos negros no único outro sistema de buraco negro supermassivo binário conhecido. Crédito: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Uma equipe de pesquisadores da Purdue University e de outras instituições descobriu uma enorme massa[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Breve resumo dos métodos

Os pesquisadores descobriram o sistema por acaso quando notaram um padrão senoidal recorrente nas diferenças de emissão de brilho de rádio ao longo do tempo, com base em dados obtidos após 2008. Uma pesquisa posterior de dados históricos revelou que o sistema também estava mudando da mesma maneira no final da década de 1970. ao início dos anos 1980. Esse tipo de variação é exatamente o que os pesquisadores esperariam se uma emissão de fluxo de um buraco negro fosse afetada pelo efeito Doppler devido ao seu movimento orbital enquanto oscilava em torno do outro buraco negro. Matthew Lister da Escola de Ciências da Universidade de Purdue e sua equipe fizeram imagens do sistema de 2002 a 2012, mas o radiotelescópio da equipe não tem a resolução necessária para resolver buracos negros individuais a uma distância tão grande. Seus dados de imagem suportam o cenário de buraco negro binário e também fornecem o ângulo direcional do fluxo de saída, que é um componente importante do modelo folha para alterações induzidas por Doppler.

Dois buracos negros supermassivos orbitando um ao outro

Dois buracos negros supermassivos são vistos orbitando um ao outro na animação em loop deste artista. O buraco negro mais massivo, com centenas de milhões de vezes a massa do nosso Sol, libera jatos que mudam de brilho aparente à medida que a dupla orbita um ao outro. Os astrônomos encontraram evidências desse cenário em um quasar chamado PKS 2131-021 depois de analisar 45 anos de observações de rádio mostrando o sistema periodicamente escurecendo e clareando. Acredita-se que o padrão periódico observado resulte do movimento orbital do jato. Crédito: Caltech / R. Hurt (IPAC)

Experiência do Professor da Universidade de Purdue

Matthew Lister, professor de física e astronomia da Purdue University School of Science, é especializado em suas pesquisas nas seguintes áreas: núcleos galácticos ativos, jatos e choques astrofísicos, quasares e objetos BL Lacertae, galáxias Seyfert I de listras estreitas e interferometria.

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Para mais informações sobre este estudo:

Referência: “Fenômenos inesperados de Blazar PKS 2131–021: um candidato único para um buraco negro supermassivo” por S.O’Neill, S. Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I. Liodakis, ML Lister, P . Mróz, C. P. O’Dea, T. J. Pearson, V. Ravi, M. Vallisneri, K. A. Cleary, M. J. Graham, K. B. Grainge, M. W. Hodges, T. Hovatta, A. Lähteenmäki, J. W. Lamb, T. J. W. Lazio, W. Max-Moerbeck, V. Pavlido, T. Prince, R.A., Reeves, M. Cartas de jornais astrofísicos.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac504b

Financiamento: inclui apoio ao programa MOJAVE NASA-Fermi dá 80NSSC19K1579, NNX15AU76G e NNX12A087G.