Por meio de simulações, pesquisadores explicam como ocorrem flashes em galáxias distantes

Um estudo, baseado em cálculos, possibilitou a criação de animações que ajudam a compreender o fenômeno

Por Matheus Chaves

Desde 1880, astrônomos vêm observando um fenômeno que se originou em uma galáxia conhecida como OJ 287. Ele acontece cerca de duas vezes a cada 12 anos, a uma distância de 3,5 bilhões de anos-luz e com uma equivalência luminosa de um trilhão de sóis. Trata-se de flashes que iluminam o céu noturno nessa região no espaço e desaparecem após alguns meses.
Agora, pela primeira vez, pesquisadores realizaram cálculos e simulações trazendo explicações sobre esse misterioso fenômeno. O estudo foi liderado por Sean Ressler, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Canadense de Física Teórica (CITA) e publicado no The Astrophysical Journal Letters. O estudo ainda tem Bart Ripperda, pesquisador que também faz parte do CITA, Luciano Combi, pesquisador nacional do CITA no Perimeter Institute e na Universidade de Guelph e Xinyu Li, da Universidade de Tsinghua.

Abaixo, você confere um dos vídeos de simulação feitos pelos pesquisadores. O conteúdo traz uma renderização tridimensional de simulações GRMHD de uma espiral de baixa razão de massas entre dois buracos negros supermassivos. Para isso, o OJ 287 foi utilizado como inspiração. Na própria descrição do vídeo disponível no YouTube, é dito que as cores roxa e branca mostram a temperatura, já a verde simula regiões de alta magnetização. Então, é possível ver que o buraco negro secundário entra por meio do disco de acreção, o que faz com que plumas de gás quentes sejam liberadas e, dessa maneira, sejam criadas ondas de choque espirais no disco.

Descobertas feitas por meio do estudo
✅ Ao longo de 40 anos, os astrônomos afirmaram que a emissão dessa luz era decorrência de um par de buracos negros extremamente massivos em rota de colisão. Na teoria, pares binários supermassivos deveriam ser relativamente comuns. Porém, este é o único sistema que trouxe evidências de que eles existem.
✅ De acordo com Sean Ressler, no Phys.org, em um conteúdo fornecido pelo Instituto Canadense de Física Teórica (CITA), esses pares binários supermassivos são uma excelente e rara possibilidade de investigar como ocorre a fusão das galáxias e a maneira como elas crescem.

✅ Utilizando o par OJ 287, o buraco negro primário possui aproximadamente 18 bilhões de vezes a massa do Sol e é circundado por um disco de gás que cai em direção ao seu horizonte de eventos. Já o secundário tem somente 150 milhões de vezes a massa do Sol. Ele colide de repente com o disco e, assim, gera uma explosão de luz.
✅ O estudo obteve êxito em trazer informações importantes sobre a reação do disco em colisões frequentes, a interação do gás ejetado com o buraco negro secundário e a forma como esse buraco negro distorce e amplia os campos magnéticos que estão em volta do disco, gerando maior impulsão nos fluxos de saída.
✅ Segundo Combi, “esta é a primeira vez que o gás (que produz a luz) ao redor do buraco negro binário foi simulado em sua totalidade”.

Simulação GRMHD de disco fino de sistemas semelhantes ao OJ287
Em outra simulação, são mostradas a evolução de pressão no plano médio e a densidade de massa no plano orbital. Confira abaixo:

Durante anos, a ideia de um buraco negro de massa menor colidindo com o disco de um buraco negro de massa maior inspirou visualizações impressionantes e representações artísticas, mas agora temos algumas animações convincentes baseadas em cálculos mais complexos”, afirmou Ressler.

Vale destacar que esse tipo de simulação é uma confirmação da teoria de que a colisão do buraco negro secundário é a responsável por criar a energia necessária para gerar o clarão de luz no céu noturno. Outro ponto importante é que as colisões alteram a estrutura do disco, criando espirais transitórias que convergem para o seu interior.

Fonte: Olhar Digital