Você pode com horror se preparar para uma festa de férias em grande escala, mas imagine astrofísicos confusos sobre como um buraco negro supermassivo come.
Estes são os objetos mais massivos do universo conhecido. Eles habitam os centros da maioria das galáxias e podem pesar de milhões a bilhões de vezes a massa solar. Na Via Láctea há Sagitário A, escondido no centro da galáxia a cerca de 20.000 anos-luz da Terra, com uma massa de 4 milhões de vezes o Sol. Embora saibamos sobre a existência desses monstros gravitacionais, ainda é difícil para nós entendermos como eles crescem para tais tamanhos e como seu crescimento está relacionado com a evolução de suas galáxias.
Mas sabemos que, se algum objeto estiver localizado a uma distância perigosamente próxima, ele será dilacerado pelo estado de gás superaquecido (plasma) - como um batido cósmico extremamente quente, pronto para uso. Esse plasma se transforma em um disco de acreção, entrando lentamente no horizonte de um evento de buraco negro (o limite em torno do buraco, onde as curvaturas gravitacionais do espaço são tão grandes que nem a luz pode sair). Como esperado, eles têm muita radiação. Essas propriedades poderosas se manifestam em rádios e raios X intensos e sua presença é um sinal de que o buraco negro está agora almoçando. Embora sua física pareça compreensível, há muitos objetos que devem ser ativamente alimentados, mas não produzem discos intensamente emissores. Como se eles saíssem para um lanche noturno, e o Universo não soubesse disso. Esta situação acontece com Sagitário A. Embora tenha um disco de acreção, os astrônomos chamam de "radiação ineficaz". Ou seja, gera menos radiação do que o esperado.
“Daí a pergunta: por que o disco é tão calmo?”, Diz o astrofísico Matthew Kuntz, do Departamento de Energia do Laboratório de Plasma Físico de Princeton (PPPL).
Para entender o problema, a equipe da Kunz sugeriu se concentrar no que está acontecendo nas pequenas escalas do disco de acréscimo. Embora seja indubitavelmente quente e cheio de partículas, seu estudo sugere que esse disco é relativamente diluído (prótons e elétrons raramente se tocam). A ausência de tal interação provavelmente a distingue de outros discos.
O modelo clássico de discos foi desenvolvido de acordo com a fórmula dos anos 90, que vê o plasma como um fluido eletricamente condutor com partículas fortemente interativas. Mas se você aplicar essa fórmula ao disco de Sagitário A, ela não produzirá as emissões previstas pelo modelo. Isso é um problema, porque, em nosso entendimento, o líquido não colide, o que significa que as partículas não podem espiralar até o horizonte de eventos, e o buraco está morrendo de fome. Em geral, se você seguir apenas esse modelo, um buraco negro nunca poderá absorver a matéria em um disco. Assim, em um novo estudo publicado na revista "Physical Review Letters", a equipe reproduziu o movimento de partículas individuais orbitando um buraco negro em um disco de acreção sem uma colisão para explicar picos fracos. Mas para fazer isso, você precisa escrever um código complexo “que produza modelos mais precisos (comparado com observações astrofísicas), prevendo a radiação de um buraco negro no centro galáctico”, disse Kunz.
Graças a poderosos computadores, este novo código "cinético" pode explicar como um buraco supermassivo cria tão pouca radiação durante a sua festa no espaço.
