Uma equipe internacional de astrônomos, utilizando o Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) da NASA, desafiou nossa compreensão sobre o que acontece com a matéria nas proximidades de um buraco negro. As medições de polarização de raios-X revelaram um comportamento inesperado, abrindo novas perspectivas sobre esses objetos cósmicos.

O IXPE permite que os astrônomos estudem os raios-X recebidos e meçam sua polarização, uma propriedade da luz que descreve a direção de seu campo elétrico. O grau de polarização indica o alinhamento dessas vibrações, e cientistas o utilizam para determinar a localização da coroa – uma região de plasma extremamente quente e magnetizado que circunda um buraco negro – e como ela gera raios-X.

O que as medições do IXPE revelaram sobre o buraco negro?

Em abril, o IXPE mediu um grau de polarização de 9,1% para o buraco negro IGR J17091-3624, um valor muito superior ao esperado pelos modelos teóricos. Melissa Ewing, líder do estudo da Universidade de Newcastle, destacou que o buraco negro IGR J17091-3624 é uma fonte extraordinária que varia de brilho como um batimento cardíaco, e o IXPE permitiu uma nova forma de medição.

Em sistemas binários de raios-X, um objeto denso, como um buraco negro, atrai matéria de uma estrela próxima, formando um disco de acreção. A coroa, localizada na região interna desse disco, pode atingir temperaturas de até 1 bilhão de graus Celsius, emitindo raios-X luminosos. Apesar de seu brilho, a coroa de IGRJ17091-364, a 28.000 anos-luz da Terra, é pequena demais para ser imageada diretamente.

Por que a alta polarização é um desafio para os modelos?

Giorgio Matt, professor da Universidade de Roma Tre e coautor do estudo, explicou que um alto grau de polarização geralmente corresponde a uma visão de borda da coroa. No entanto, as mudanças incomuns de brilho observadas pelo IXPE sugerem que a borda do disco de acreção estava diretamente voltada para a Terra, o que torna a alta polarização um enigma.

Os pesquisadores exploraram diferentes modelos para explicar essa alta polarização. Um deles inclui um “vento” de matéria ejetada do disco de acreção. Se os raios-X da coroa encontrassem essa matéria, ocorreria o espalhamento Compton, resultando nas medições observadas. Maxime Parra, da Universidade de Ehime, ressaltou que esses ventos são peças cruciais para entender o crescimento de todos os tipos de buracos negros.

Outro modelo sugere que o plasma na coroa poderia exibir um fluxo muito rápido, atingindo 20% da velocidade da luz. Efeitos relativísticos poderiam amplificar a polarização observada. Ambas as simulações conseguiram recriar a polarização sem a necessidade de uma visão de borda específica. Os pesquisadores continuarão a modelar e testar suas previsões para aprofundar a compreensão desse fenômeno.

A Missão IXPE da NASA: Descobertas Contínuas

O IXPE, uma missão conjunta da NASA e da Agência Espacial Italiana, continua a fornecer dados sem precedentes, permitindo descobertas inovadoras sobre objetos celestes. Liderado pelo Marshall Space Flight Center da NASA, o IXPE é um esforço colaborativo com parceiros e cientistas de 12 países, prometendo novas revelações sobre o universo.

Para mais informações sobre a missão IXPE, visite o site oficial da NASA: NASA IXPE

Fonte: NASA Science