Buracos Negros Supermassivos em Colisão

Cientistas efetuam pela primeira vez uma simulação que incorpora na totalidade os efeitos físicos da Teoria da Relatividade de Einstein, colocando-os um passo à frente na compreensão do tipo de sinais de luz produzidos quando dois Buracos Negros Supermassivos entram em rota de colisão.

Créditos imagem: Mark Garlick/ Getty Images

Manuela Campanelli, diretora do Center for Computational Relativity and Gravitation no Rochester Institute of Technology em Nova Iorque, iniciou este projeto há 9 anos, em colaboração com Scott Noble, um astrofísico da NASA. A nova simulação a correr no Blue Waters Supercomputer no National Center for Supercomputing Applications (NCSA), incorporou completamente todos os efeitos físicos da Teoria da Relatividade de Einstein, de forma a que os resultados se aproximassem o mais possível do que acontece quando dois Buracos Negros Supermassivos colidem. Esta simulação, que demorou 46 dias a correr em 9600 cores, apresenta 3 órbitas de um par de Buracos Negros Supermassivos a apenas 40 órbitas de distância da fusão de ambos.

“A simulação desses eventos requer ferramentas computacionais sofisticadas que incluem todos os efeitos físicos produzidos por dois Buracos Negros Supermassivos orbitando cada um a uma fração da velocidade da luz. Saber quais os sinais de luz que podemos esperar destes eventos, vai ajudar à sua identificação em observações futuras. A simulação e as observações alimentar-se-ão umas às outras, ajudando-nos a melhor compreender o que acontece nos corações da maioria das galáxias”, sublinha Manuela Campanelli.”

 

Com base na simulação, os investigadores esperam que os Raios-X emitidos por uma fusão ainda mais próxima, sejam mais brilhantes e variáveis do que os Raios-X observados em Buracos Negros Supermassivos isolados. O estudo revela que neste estágio do processo a luz emitida pode ser predominantemente dominada pela luz Ultra-Violeta com alguns Raios-X de alta energia, semelhante à que vemos em qualquer galáxia com um Buraco Negro Supermassivo bem alimentado, conforme notícia da NASA.

Resultantes de fusões de galáxias, os Buracos Negros Supermassivos arrastam com eles uma comitiva de nuvens de gás e poeira, estrelas e planetas. Os cientistas pensam que uma colisão galática impulsiona grande parte deste material na direção dos Buracos Negros centrais e que o consomem numa escala de tempo semelhante à necessária para a fusão do binário. À medida que os Buracos Negros se aproximam, as forças magnéticas e gravitacionais aquecem o restante gás, produzindo uma luz que os astrónomos deveriam ser capazes de observar da Terra.

 

“Nós precisamos encontrar sinais na luz de Buracos Negros Supermassivos Binários distintos o suficiente para que os astrónomos possam encontrar esses sistemas raros por entre os inúmeros Buracos Negros Supermassivos existentes. Ao consegui-lo, podemos descobrir a fusão de Buracos Negros Supermassivos antes de serem vistos por um Observatório de Ondas Gravitacionais Espacial”, diz o co-Autor Julian Krolik, um Astrofísico da Johns Hopkins University, em Baltimore.

 

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