Por mais de seis décadas, Cygnus X-1 tem sido uma pedra angular da astrofísica moderna. Sendo o primeiro buraco negro alguma vez confirmado pelos cientistas, serviu como laboratório primário para testar a nossa compreensão da gravidade e do espaço-tempo. Agora, um novo estudo inovador finalmente conseguiu medir a energia da sua característica mais elusiva: os seus jatos relativísticos “dançantes”.
Um cabo de guerra cósmico
Localizado a aproximadamente 7.000 anos-luz de distância, na constelação de Cygnus, Cygnus X-1 não é uma entidade solitária. Ela existe em um sistema binário de alto risco com uma estrela supergigante azul conhecida como HDE 226868.
A relação é predatória: o buraco negro, que tem cerca de 21 vezes mais massa que o nosso Sol, destrói implacavelmente as camadas exteriores da sua estrela companheira. Essa matéria capturada forma um disco de acreção giratório e superaquecido que brilha intensamente na luz de raios-X. À medida que o buraco negro gira, os seus imensos campos magnéticos lançam dois poderosos feixes de plasma – jactos – para fora dos seus pólos.
O fenômeno dos “jatos dançantes”
Embora os astrônomos saibam há muito tempo que esses jatos existem, historicamente eles têm sido incrivelmente difíceis de medir com precisão. Esta dificuldade decorre de uma interação celestial única:
- A Causa: A estrela companheira, HDE 226868, emite poderosos ventos estelares – rajadas invisíveis de partículas carregadas.
- O Efeito: Esses ventos golpeiam constantemente os jatos do buraco negro, afastando-os da estrela.
- O Movimento: Como os dois objetos orbitam um centro de massa comum, os jatos parecem balançar ou oscilar da nossa perspectiva na Terra.
O pesquisador principal Steve Prabu, da Universidade de Oxford, descreve esse movimento como “jatos dançantes”. Ao combinar dados de radiotelescópios de todo o mundo, os pesquisadores foram finalmente capazes de explicar esse movimento constante e calcular as verdadeiras propriedades dos jatos.
Principais descobertas: velocidade e potência
O estudo, publicado na Nature Astronomy, revela a escala impressionante destas saídas:
– Velocidade: Os jatos viajam a aproximadamente 335 milhões de mph (540 milhões de km/h), o que é aproximadamente metade da velocidade da luz.
– Produção de energia: Os jatos irradiam uma energia equivalente a aproximadamente 10.000 sóis.
– Eficiência: Mais importante ainda, a pesquisa descobriu que cerca de 10% da energia liberada quando a matéria cai no buraco negro é levada por esses jatos.
Por que isso é importante para a física moderna
Esta descoberta é mais do que apenas um feito de medição; fornece uma “âncora” crucial para a física teórica.
Durante anos, os cientistas usaram simulações em grande escala para modelar como o universo evolui, assumindo uma transferência de energia de 10% através de jatos. Até agora, esta era uma suposição teórica. Ao confirmar isto através da observação direta do Cygnus X-1, os cientistas podem agora validar os seus modelos.
Além disso, como se acredita que as leis da física são universais, estas descobertas aplicam-se a todos os buracos negros – desde pequenos objetos de massa estelar como Cygnus X-1 até aos buracos negros supermassivos encontrados nos centros das galáxias. Compreender estes jatos é vital para compreender a evolução galáctica, uma vez que estes fluxos massivos atuam como um “ciclo de feedback”, moldando o gás, a poeira e a formação estelar de toda a galáxia que os rodeia.
“Como as nossas teorias sugerem que a física em torno dos buracos negros é muito semelhante, podemos agora usar esta medição para ancorar a nossa compreensão de [outros] jactos,” diz o co-autor James Miller-Jones.
Conclusão: Ao medir com sucesso os jatos erráticos e “dançantes” do Cygnus X-1, os astrônomos passaram de suposições teóricas para provas observacionais, fornecendo uma referência vital sobre como os buracos negros influenciam a evolução do cosmos.
