Os buracos negros supermassivos nas galáxias ativas mostram estados de acreção similares àqueles vistos em buracos negros de massa estelar na nossa Galáxia. Crédito: Teo Muñoz Darias/Juan A. Fernández Ontiveros
Os buracos negros variam entre apenas algumas vezes a massa do Sol até aqueles com milhares de milhões de massas solares. Há décadas que os cientistas querem compreender os seus ciclos de atividade de uma perspetiva global. Os buracos negros de massa estelar podem ser encontrados em sistemas binários junto a uma estrela companheira da qual sugam o gás que precisam para sustentar a sua atividade, enquanto os buracos negros supermassivos encontram-se nos centros da maioria das galáxias e alimentam-se do gás, poeira e estrelas que caem no poço gravitacional do núcleo galáctico.
Os buracos negros de massa estelar evoluem rapidamente. Os seus ciclos de atividade geralmente duram alguns meses ou anos, durante os quais passam por diferentes estados ou fases. São caracterizados por mudanças nas propriedades dos seus discos de acreção (onde o gás quente se acumula antes de cair no buraco negro), dos ventos e dos jatos de material que produzem. Existem dois estados principais, o primeiro dominado pelo disco de acreção e o segundo pelo jato. O estado "suave" é observado pela emissão térmica do plasma no disco, e o jato é observado na fase "dura", enquanto o disco arrefece e a emissão rádio torna-se muito intensa.
Por serem muito mais massivos, os buracos negros supermassivos evoluem muito mais lentamente do que os seus equivalentes de massa estelar. Assim, mostrar a presença de estados e fenómenos transitórios implicaria observá-los durante milhões de anos, pois as mudanças durante a vida humana seriam demasiado pequenas para serem medidas. Além disso, os núcleos das galáxias são regiões com densas populações de estrelas, e a absorção da luz pelo hidrogénio e pela poeira mascara e oculta a radiação do disco de acreção em torno do buraco negro central.
Neste estudo, Fernández-Ontiveros e Muñoz-Darias usaram uma amostra de 167 galáxias ativas para serem capazes de identificar, com boas estatísticas, os possíveis estados de acreção de buracos negros supermassivos. A emissão do disco de acreção não pode ser detetada diretamente, mas o gás na região central absorve e processa a radiação na forma de linhas espectrais. Usando as linhas do oxigénio e do néon, observadas no infravermelho médio, é possível testar a presença do disco nestes objetos.
"O estudo demonstra a presença de estados de acreção em buracos negros supermassivos, com propriedades muito semelhantes às que conhecemos de buracos negros de massa estelar, onde os sistemas no estado 'suave' abrigam um disco brilhante, e aqueles na fase 'dura' mostram intensa emissão de rádio enquanto o disco está muito fraco", explica Juan A. Fernández-Ontiveros, investigador do INAF que se formou no IAC.
"Este trabalho abre uma nova janela para entender o comportamento do material (gás) quando cai em buracos negros com uma ampla gama de massas, e ajuda a um entendimento mais preciso dos ciclos de atividade dos buracos negros supermassivos situados nos centros da maioria das galáxias," acrescenta Teo Muñoz-Darias, investigador do IAC.
A figura ilustra como a população de galáxias ativas Seyfert-1 é tipicamente dominada pela emissão do disco de acreção (estado "suave"), enquanto a população de LINERs (inglês para "low-ionization nuclear emission-line region") é muito menos luminosa e é dominada por jatos (fase "dura"), que emitem intensamente no rádio.
As galáxias Seyfert-2, por outro lado, não apresentam comportamento homogéneo e apesar de boa percentagem se comportar de maneira semelhante às Seyfert-1, grande parte delas estão em estados intermédios. Estes últimos estados são também observados em buracos negros estelares por curtos períodos de tempo.
Fonte: Astronomia OnLine
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