Buracos negros minúsculos escondem um surpreendente poder cósmico
Astrônomos acabam de confirmar que mesmo os menores microquasares podem impulsionar partículas a velocidades extremas. Essa descoberta pode redefinir o papel dessas estruturas na produção de raios cósmicos e na distribuição de radiação gama pelo universo.
Partículas de alta energia chegam do espaço — e sua origem ainda é um mistério
Nosso planeta recebe constantemente uma chuva de partículas vindas do espaço. Embora meteoritos roubem a cena com seus espetáculos luminosos ao entrar na atmosfera, são as partículas subatômicas que intrigam os cientistas. Prótons e elétrons, viajando em velocidades próximas à da luz, são conhecidos como raios cósmicos e são algumas das entidades mais energéticas do cosmos.
A grande questão é: de onde eles vêm? Já se sabe que explosões de supernovas e buracos negros são bons candidatos para esses aceleradores naturais de partículas. No entanto, os mecanismos exatos que impulsionam essas partículas a energias tão extremas ainda intrigam os pesquisadores. Agora, um novo estudo mostra que microquasares de baixa massa podem desempenhar um papel muito maior nessa história do que se imaginava.
Microquasares: pequenos, mas poderosos
Microquasares são sistemas compostos por um buraco negro de massa estelar e uma estrela companheira. Conforme orbitam um ao outro, o buraco negro captura material da estrela, formando um disco de acreção. Parte dessa matéria é expelida em jatos gêmeos extremamente energéticos.
Até pouco tempo, cientistas acreditavam que apenas microquasares contendo estrelas muito massivas poderiam acelerar partículas a velocidades impressionantes. O SS 433, por exemplo, um dos microquasares mais potentes conhecidos, tem uma estrela com aproximadamente dez vezes a massa do Sol e é um verdadeiro acelerador de partículas natural. Assim, imaginava-se que sistemas com estrelas menos massivas não teriam energia suficiente para gerar emissão significativa de raios gama.
Uma reviravolta inesperada: pequenos também aceleram
Pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Nuclear (MPIK) e da Università di Trieste analisaram 16 anos de dados do telescópio espacial Fermi, da NASA, e encontraram um sinal inesperado. O microquasar GRS 1915+105, que abriga uma estrela de baixa massa, emitiu radiação gama com energia superior a 10 GeV. Essa detecção mostra que mesmo sistemas menores podem acelerar partículas a energias altíssimas.
Os cientistas sugerem que prótons acelerados nos jatos do microquasar interagem com o gás ao redor, produzindo os raios gama detectados. Observações adicionais feitas com o radiotelescópio Nobeyama, no Japão, confirmam que há gás suficiente na região para tornar esse processo viável.
Impacto na astrofísica: revendo o papel dos microquasares
Essa descoberta sugere que os microquasares de baixa massa, por serem muito mais numerosos do que os de alta massa, podem ser contribuintes significativos para o fluxo de raios cósmicos na Via Láctea. Se esse for o caso, teríamos que reavaliar as fontes que alimentam essa radiação de alta energia.
Agora, os pesquisadores querem descobrir por que apenas alguns microquasares conseguem acelerar partículas de maneira tão eficiente. Investigações futuras utilizando telescópios que operam em diferentes faixas do espectro eletromagnético ajudarão a esclarecer essa questão.
Estudos como este não apenas ampliam nosso conhecimento sobre buracos negros, mas também fornecem pistas sobre os mecanismos que regem alguns dos fenômenos mais extremos do universo. O artigo completo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.
