A irresistível influência magnética de um buraco negro

O ambiente em torno de um buraco negro é uma verdadeira bagunça que os pesquisadores ainda não compreendem direito. Agora, graças a um novo estudo das Universidades Stanford e Princeton (ambas nos EUA), a “confusão” toda faz um pouco mais de sentido. Usando modelos tridimensionais baseados em simulações, os pesquisadores Jonathan McKinney, Alexander Tchekhovskoy e Roger Blandford mostraram como o acúmulo de forte campo magnético em buracos negros pode explicar os jatos de plasma que voam para fora de alguns deles. A simulação de computador mostra como o spin (“giro”) de um buraco negro pode alinhar com o material em forma de disco que o orbita, bem como com os jatos super-rápidos que voam para fora do mesmo. Os pesquisadores já tinham observado que buracos negros com discos finos tendiam a se alinhar (o disco se alinhava com o eixo de rotação do buraco negro), devido ao efeito Bardeen-Petterson (forças viscosas que causam o fluxo do disco a se dividir em duas regiões distintas). Por que discos maiores faziam o mesmo de vez em quando, no entanto, era um mistério. Parece que a resposta para toda a atividade maluca no ambiente de alguns buracos negros é o campo magnético. Os buracos negros começam, essencialmente, como esferas de massa com forte atração gravitacional. Conforme gás, estrelas e outros materiais passam por eles, os buracos negros atraem e absorvem não apenas a massa desses objetos, mas também seus campos magnéticos. Com isso, os buracos negros vão se tornando mais e mais magneticamente carregados. A simulação mostra que, nos casos em que um buraco negro adquire um campo magnético muito forte, o “giro” do objeto pode torcer o espaço-tempo ao seu redor, fazendo com que as linhas do campo magnético se torçam em espirais ao longo do eixo de rotação do buraco negro. Essas linhas de campo magnético torcidas produzem jatos de plasma (gás quente) que voam para fora do buraco negro ao longo de seu eixo de rotação. O campo magnético também pode afetar o alinhamento da matéria circulando o buraco negro, que muitas vezes toma a forma de um disco espesso parecido com uma rosquinha. Este disco também se alinha com a orientação do giro do buraco negro, se o campo magnético for forte o suficiente. “Os campos magnéticos intensos mudam a dinâmica de todo o sistema, incluindo os jatos emergentes. É surpreendente como todo o sistema se alinha”, explica Tchekhovskoy. As regiões em torno dos buracos negros são muito difíceis de se observar com telescópios, mas os astrônomos estão cada vez mais próximos de conseguirem estudar de perto esses sistemas. O novo modelo pode ajudar na hora dessas observações, revelando o que os astrônomos estão vendo quando chegarem perto o suficiente destes sistemas. “Nosso estudo é bastante relevante para a construção de modelos que serão usados para interpretar essa informação”, afirma Tchekhovskoy.

Créditos: Hypescience