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O sistema SS 433 revela mecanismos de aceleração de partículas que transformam buracos negros estelares em potentes motores de energia galáctica.
Uma equipe internacional de pesquisadores conseguiu medir, pela primeira vez, a potência instantânea de jatos de buraco negro emitidos pelo sistema binário SS 433, localizado na Via Láctea.
Os dados revelam que esses fluxos de partículas atingem uma energia combinada equivalente a 10.000 vezes a luminosidade do Sol. Essa descoberta redefine a compreensão sobre a força dos jatos relativísticos e como eles interagem com o ambiente galáctico ao seu redor.
O fenômeno ocorre no sistema SS 433, onde um buraco negro de massa estelar consome matéria de uma estrela companheira supergigante. Devido à imensa pressão, parte desse material não é absorvido e acaba expelido em dois feixes opostos que viajam a cerca de 26% da velocidade da luz. A medição inédita da potência instantânea de jatos de buraco negro foi possível graças à detecção de raios gama de altíssima energia pelo observatório HAWC, no México.
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A dinâmica dos jatos dançantes e a emissão de raios gama
Os jatos do sistema SS 433 não são estáticos e apresentam um movimento de precessão que os faz “dançar” no espaço, criando padrões complexos em forma de saca-rolhas.
À medida que esses feixes colidem com o gás interestelar circundante, eles geram ondas de choque que aceleram partículas a níveis energéticos extremos. É nesse ponto de impacto que a potência instantânea de jatos de buraco negro se manifesta através da emissão de fótons de raios gama.
As observações detalhadas mostram que as partículas são aceleradas de forma mais eficiente nos lobos terminais dos jatos, situados a dezenas de anos-luz do buraco negro central. O observatório HAWC detectou fótons com energias superiores a 25 teraeletronvolts, indicando um processo de aceleração contínuo e extremamente vigoroso.
Esse mecanismo de transferência de energia é o que sustenta o brilho intenso observado nas bordas da nebulosa que envolve o sistema.
Impacto da potência instantânea de jatos de buraco negro no meio galáctico
A energia liberada por esses jatos é tão vasta que eles atuam como motores capazes de moldar a estrutura da galáxia ao seu redor. Ao transferir a potência instantânea de jatos de buraco negro para as nuvens de gás vizinhas, o sistema SS 433 cria cavidades e altera a densidade do meio interestelar.
Esse processo demonstra que mesmo buracos negros de massa estelar podem ter influências comparáveis, em escala reduzida, às de núcleos galácticos ativos.
A quantificação exata dessa energia permite aos cientistas testar modelos físicos sobre a magnetohidrodinâmica de discos de acreção. Os pesquisadores confirmaram que a eficiência da conversão de matéria em energia cinética e radiação nesses jatos é significativamente maior do que se previa anteriormente. Tais dados são cruciais para entender como a energia flui de objetos compactos para escalas macroscópicas no universo.
Desafios técnicos e a importância do observatório HAWC
A captação desses sinais exigiu anos de monitoramento contínuo através de tanques de água ultra-pura que detectam a radiação Cherenkov. O observatório HAWC, situado a 4.100 metros de altitude, foi fundamental para isolar a radiação proveniente especificamente dos jatos do sistema SS 433. Sem essa sensibilidade extrema, seria impossível distinguir a potência instantânea de jatos de buraco negro do ruído de fundo da radiação cósmica.
O estudo conclui que a energia medida nos jatos é estável o suficiente para ser considerada uma característica intrínseca do motor central do sistema. Essa estabilidade permite que o SS 433 seja utilizado como um laboratório natural para o estudo de astrofísica de altas energias.
O mapeamento desses fluxos energéticos abre caminho para a descoberta de outros sistemas similares que podem estar influenciando silenciosamente a evolução da Via Láctea.
Com informações Interesting Engineering
