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Leia este comunicado de imprensa em espanhol aqui.

Pela primeira vez, os astrônomos investigaram o ambiente físico de repetir as explosões de raios-X perto de buracos negros de monstro, graças aos dados do Nasa mais Nice (Neutron Star Interior Composition Explorer) e outras missões.

Os cientistas encontraram recentemente essa classe de explosões de raios-X, chamados QPEs, ou erupções quase periódicas. Um sistema de astrônomos apelidado de Ansky é a oitava fonte do QPE descoberta e produz as explosões mais enérgicas vistas até o momento. Ansky também define registros em termos de tempo e duração, com erupções a cada 4,5 dias ou mais que duram aproximadamente 1,5 dias.

“Esses QPEs são fenômenos misteriosos e intensamente interessantes”, disse Johheen Chakraborty, estudante de graduação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge. “Um dos aspectos mais intrigantes é a natureza quase periódica. Ainda estamos desenvolvendo as metodologias e estruturas, precisamos entender o que causa o QPES, e as propriedades incomuns de Ansky estão nos ajudando a melhorar essas ferramentas”.

O nome de Ansky vem de ZTF19Acnskyy, o apelido de uma explosão de luz visível vista em 2019. Ele estava localizado em uma galáxia a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância na constelação de Virgem. Este evento foi a primeira indicação de que algo incomum poderia estar acontecendo.

UM papel Sobre Ansky, liderado por Chakraborty, foi publicado na terça -feira no The Astrophysical Journal.

Uma teoria líder sugere que os QPEs ocorrem em sistemas em que um objeto de massa relativamente baixo passa pelo disco de gás em torno de um Buraco negro supermassivo Isso mantém centenas de milhares a bilhões de vezes a massa do sol.

Quando o objeto de massa inferior dá um soco no disco, sua passagem leva a expansão das nuvens de gás quente que observamos como QPEs nos raios-X.

Os cientistas pensam que a quase periodicidade das erupções ocorre porque a órbita do objeto menor não é perfeitamente circular e espiral em direção ao buraco negro ao longo do tempo. Além disso, a extrema gravidade próxima ao buraco negro distorce o tecido do espaço-tempo, alterando as órbitas do objeto para que elas não se fechem em cada ciclo. O entendimento atual dos cientistas sugere que as erupções se repetem até que o disco desapareça ou o objeto em órbita se desintegra, o que pode levar até alguns anos.

“As propriedades extremas de Ansky podem ser devidas à natureza do disco em torno de seu buraco negro supermassivo”, disse Lorena Hernández-García, astrofísica no núcleo do milênio sobre pesquisa e tecnologia transversal para explorar os Blackes Supermassivos, o Instituto Millennium da Astrofísica, e Universidade de Valparíos, no Millennium Institute. “Na maioria dos sistemas QPE, o buraco negro supermassivo provavelmente rasga uma estrela passageira, criando um pequeno disco muito próximo a si mesmo. No caso de Ansky, achamos que o disco é muito maior e pode envolver objetos mais distantes, criando as escalas de tempo mais longas que observamos”.

Hernández-García, além de ser co-autor no artigo de Chakraborty, liderou o estudar que descobriu o QPES de Ansky, publicado em abril na Nature Astronomy e usou dados de MelhorNASA’s Neil Gehrels Swift Observatório e Observatório de raios X Chandraassim como a da ESA (da agência espacial européia) XMM-Newton Telescópio espacial.

Posição de Nicer no Estação Espacial Internacional permitiu observar Ansky cerca de 16 vezes todos os dias, de maio a julho de 2024. A frequência das observações foi crítica na detecção das flutuações de raios-X que revelaram que Ansky produz QPEs.

A equipe da Chakraborty usou dados da Nice e XMM-Newton para mapear a rápida evolução do material ejetado que impulsiona os QPEs observados em detalhes sem precedentes, estudando variações na intensidade de raios-X durante a ascensão e queda de cada erupção.

Os pesquisadores descobriram que cada impacto resultou em cerca de um Júpiter em massa que atinge as velocidades de expansão em torno de 15% da velocidade da luz.

A capacidade do telescópio mais agradável de observar frequentemente Ansky da estação espacial e seus recursos exclusivos de medição também tornaram possível para a equipe medir o tamanho e a temperatura da bolha de detritos aproximadamente esféricos de detritos à medida que se expandiu.

“Todas as observações de Ansky de Names usadas nesses documentos foram coletadas depois que o instrumento sofreu um ‘vazamento de luz’ em maio de 2023”, disse Zaven Arzoumanian, líder científico da missão no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Embora o vazamento – que foi corrigido em janeiro – Afetou a estratégia de observação do telescópio, a Niceer ainda foi capaz de fazer contribuições vitais para a astronomia do domínio do tempo, ou o estudo de mudanças no cosmos nas escalas de tempo que podemos ver. ”

Após o reparo, melhor continuou observando Ansky para explorar como as explosões evoluíram com o tempo. Um artigo sobre esses resultados, liderado por Hernández-García e co-autor de Chakraborty, está em revisão.

Estudos observacionais de QPEs como Chakraborty também desempenharão um papel fundamental na preparação da comunidade científica para uma nova era de astronomia multimessadoresque combina medições usando luminárias, partículas elementares e ondulações espaciais chamadas ondas gravitacionais para entender melhor objetos e eventos no universo.

Um objetivo do futuro da ESA Lisa (antena espacial do interferômetro a laser) A missão, na qual a NASA é um parceiro, é estudar inspiração extrema de proporção de massa-ou sistemas em que um objeto de baixa massa orbita um muito mais massivo, como Ansky. Esses sistemas devem emitir ondas gravitacionais que não são observáveis ​​com as instalações atuais. Os estudos eletromagnéticos de QPEs ajudarão a melhorar os modelos desses sistemas antes do lançamento previsto de Lisa em meados dos anos 2030.

“Vamos continuar observando Ansky o máximo que pudermos”, disse Chakraborty. “Ainda estamos na infância do entendimento de QPEs. É um momento tão emocionante, porque há muito o que aprender.”

Por Jeanette Kazmierczak
Centro de vôo espacial Goddard da NASAGreenbelt, MD.

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