Raio X polarizado revela forma e matéria superquente em buraco negro

Considerado o primeiro buraco negro já encontrado, uma estrela da constelação do Cisne localizada a 6,1 mil anos-luz da Terra há muito chama a atenção dos astrônomos por emitir raios X, sendo por isso denominada Cygnus X-1. Na quinta-feira (3), os pesquisadores deram um passo além, ao publicar uma pesquisa feita pelo observatório Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), que mede a polarização dos raios X nesses objetos.

As observações foram feitas através do IXPE, que orbita a terra a 540 km de altitude, porque nossa atmosfera filtra a maior parte dos raios X. Tanto que Cygnus X-1 só foi descoberto por acaso, quando um par de contadores Geiger foram instalados em um foguete e captaram os fortíssimos sinais de radiação daquela região do espaço.

Como nenhum tipo de luz, nem mesmo a dos raios X, consegue escapar de dentro do horizonte de eventos de um buraco negro, o que o IXPE captou foram emissões feitas pela matéria quente – o plasma – "esguichado" em uma região de 2 mil km de diâmetro, ao redor do limite onde a velocidade de escape supera a velocidade da luz.

Como os cientistas conseguiram "observar" o binário de raios X do buraco negro?

IXPE (Fonte: NASA/Divulgação)Fonte:  NASA 

Um sistema binário de raios X de buraco negro (XRB) é formado quando o gás retirado de uma estrela comum se acumula em uma ex-estrela em colapso gravitacional. Esse gás se aquece o suficiente para emitir raios X. Isso permitiu que o IXPE, em observações simultâneas com os observatórios NICER e NuSTAR da NASA em maio e junho de 2022, restringisse a geometria, leia-se forma e localização, do plasma.

De acordo com o principal autor, Henric Krawczynski, professor da Universidade de Washington em St. Louis, essas observações mediam anteriormente "apenas a direção de chegada, o tempo de chegada e a energia dos raios-X do plasma quente em espiral em direção aos buracos negros”.

O novo estudo, no entanto, "também mede sua polarização linear, que traz informações sobre como os raios-X foram emitidos – e se e onde eles espalham material próximo ao buraco negro”. Essa melhor compreensão da geometria do plasma circundante pode revelar muito sobre os buracos negros.

ARTIGO - Science - DOI: 10.1126/science.add5399.