A visualização de um modelo de supercomputador demonstra como os pósitrons se comportam perto do horizonte de eventos de um buraco negro em rotação.
A atração gravitacional de um buraco negro é tão grande que até a luz não pode escapar, se aproximar de uma distância criticamente próxima. Mas você tem a chance de escapar. É verdade que você precisa ser uma partícula subatômica.
Como os buracos negros absorvem a matéria no ambiente, eles também ejetam poderosos jatos de plasma quente com elétrons e pósitrons. Antes que as partículas atinjam o horizonte de eventos (ponto sem retorno), elas começam a acelerar. Ao se mover a uma velocidade próxima à velocidade da luz, essas partículas ricochetearam para fora do horizonte de eventos e foram empurradas ao longo do eixo de rotação do buraco negro.
O fenômeno é chamado de jatos relativísticos. Estes são gigantescos e fortes fluxos de partículas emitindo luz. Os cientistas observaram esses jatos por dezenas de anos, mas ninguém entende exatamente como as partículas descontroladas recebem a energia necessária.
Para encontrar a resposta, os pesquisadores desenvolveram um novo conjunto de simulações para um supercomputador que combinou teorias de dez anos de idade para fornecer novos insights sobre os mecanismos de jato de plasma que permitem roubar energia dos poderosos campos gravitacionais dos buracos negros.
Simulação pela primeira vez une teoria, que explica como correntes elétricas em torno de um buraco negro torcer campos magnéticos em um jato, com a teoria, onde é revelado como as partículas cruzando o horizonte de eventos podem reduzir a energia total de rotação de um buraco negro. O modelo teve que levar em conta não apenas a aceleração das partículas e a luz emitida pelos jatos relativísticos, mas também a maneira como os pósitrons e os elétrons são criados (uma colisão de fótons de alta energia, como os raios gama). Esta é uma formação de par que pode transformar a luz em matéria. Os resultados da nova modelagem não se desviam radicalmente das descobertas anteriores, mas fornecem algumas nuances interessantes. Por exemplo, foi possível encontrar um grande agregado de partículas cujas energias relativísticas são negativas, medidas por observadores distantes de um buraco negro. Quando eles caem em um buraco negro, sua energia total é reduzida.
Além disso, os cientistas se deparam com uma surpresa. Descobriu-se que tantas partículas com energia negativa entram no buraco negro que a energia extraída pela queda é comparável à do campo magnético circundante. Se as observações confirmarem isso, então a influência de partículas com energia negativa é tão forte que pode alterar as expectativas em relação ao espectro de emissão de jatos de buraco negro.
A equipe planeja melhorar os modelos comparando os dados com observações reais de observatórios, como o telescópio Event Horizon (seu objetivo é tirar as primeiras fotos de um buraco negro).
