Um buraco negro de “alimentação rápida” que parecia desafiar a física é realmente bastante comum, observações do Telescópio espacial James Webb (JWST) revelar.
Em novembro de 2024, os astrônomos que usam o JWST relataram que haviam encontrado um buraco negro do universo primitivo que parecia estar entrando na matéria 40 vezes mais rápido do que teoricamente possível. O buraco negro, chamado Lid-568, foi observado, pois existia apenas 1,5 bilhão de anos após o Large Bang-muito cedo na história do universo para que ele tenha ficado tão enorme.
No entanto, novas pesquisas sugerem que essa taxa de alimentação excessiva pode ter sido uma superestimação. Depois de revisitar as observações do JWST do “recorde” buraco negroos astrônomos confirmaram que, afinal, não é extremo. De fato, poeira pesada obscureceu o buraco negro, levando a cálculos incorretos, descobriram os pesquisadores.
Em um buraco negro acumulado, o materials infeliz é comprimido e aquecido, fazendo com que ele emite radiação de alta energia, como raios-X que afastam o materials. A quantidade de matéria que um buraco negro pode consumir é governado pelo limite de Eddington, que outline a luminosidade máxima na qual a pressão de radiação externa equilibra a atração gravitacional do buraco negro. Esse limite depende diretamente da massa do buraco negro – quanto maior a massa, maior o limite de Eddington.
Quando a pressão da radiação se torna alta o suficiente para dominar a gravidade, o buraco negro para de se acumular e, assim, limita o quão brilhante ela brilha. No entanto, sob certas condições, um buraco negro pode continuar a acumular matéria além desse limite-um processo conhecido como acréscimo de super-eddington.
O Observações do ano passado sugeriu que o LID-568 estava passando por acréscimo de super-eddington quase 40 vezes maior que o esperado. Lid-568 existia apenas 1,5 bilhão de anos após o Large Bang – O que não é tempo suficiente para esse buraco negro crescer tão grande. Como resultado, os astrônomos especularam que esse rápido acréscimo de super-eddington poderia fornecer uma explicação convincente para a formação de buracos negros supermassivos com massas inimaginavelmente altas no universo inicial.
Mas na nova pesquisa, publicada em 4 de abril em The Astrophysical Journalos astrônomos descobriram que o LID-568 está se alimentando a uma taxa consistente com o limite de Eddington-e o erro foi causado pelo pó.
Deixado no pó
A razão do erro de cálculo inicial sobre a fome do buraco negro é porque a poeira absorve e espalha a luz, que diminui significativamente a luz que nos alcança de um buraco negro.
“Para um objeto fortemente obscuro da poeira como o LID-568, é muito importante que a extinção de poeira seja corrigida corretamente”, disse a coautora do estudo Myungshin imo diretor do Centro de Pesquisa de Astronomia da Universidade Nacional de Seul disse à Stay Science em um electronic mail. Se esse efeito não for considerado adequadamente, pode levar a cálculos imprecisos da massa do buraco negro, que, por sua vez, afeta o limite de Eddington associado a ele.
Eu expliquei que, no estudo da equipe, os pesquisadores mediram a massa do buraco negro usando luz infravermelha do gás ao seu redor. A radiação infravermelha é muito menos afetada pela poeira do que a luz óptica, usada no estudo anterior para medição da massa do buraco negro.
Essa abordagem diferente lhes permitiu calcular a massa do buraco negro para estar pouco menos de um bilhão de massas solares – cerca de 40 vezes maior que a estimativa anterior. Usando essa massa revisada do orifício negro, a luminosidade de Eddington foi recalculada. No geral, a luminosidade observada correspondia de perto ao limite de Eddington. Portanto, o buraco negro não estava na fase Tremendous-Eddington quando foi observado, concluiu a equipe. Foi apenas nublado pelo pó.
Consequentemente, os atuais hábitos atuais de alimentação do LID-568 não podem ser atribuídos ao crescimento de buracos negros supermassivos, disse Imos. Os astrônomos estão cientes dessa questão no caso de galáxias distantes e geralmente aplicam correções para a extinção de poeira em suas medições.
No entanto, para “núcleos galácticos ativos” (AGN) – que contêm ativamente os orifícios negros em seus centros que dominam o brilho do AGN e estão cercados por ambientes complexos de poeira – “a correção da extinção de poeira ainda não foi completamente aplicada”, disse IM. Isso significa que as massas de outros buracos negros podem ter sido medidos incorretamente, levando a interpretações errôneas de suas propriedades. A abordagem da equipe pode levar a uma melhor compreensão dos buracos negros obscurados por poeira em uma nova classe de galáxias chamadas “pequenos pontos vermelhos“que foram descobertos recentemente através das observações do JWST, a equipe explicou em seu artigo.
