Raios gama misteriosos podem se originar de buracos negros sonolentos, dizem astrônomos
A luz e as partículas mais energéticas do Universo representam um mistério duradouro: não sabemos de onde vêm.
Claro, podemos rastrear alguns; mas há mais radiação gama e neutrinos fluindo pelo Universo do que podemos contabilizar. Muito mais. E os astrônomos acabam de encontrar uma explicação para alguns deles: buracos negros quase adormecidos .
Isso, dizem eles, pode explicar o excesso de raios gama “suaves” no Universo sem depender de elétrons frios (não térmicos) – o que sempre foi uma explicação problemática, porque os elétrons se tornam termalizados em escalas de tempo consideradas muito curtas para gerar altas partículas de energia.
Os raios gama e os neutrinos não são exatamente raros. A radiação gama é a forma de luz mais energética do Universo e foi detectada em energias extraordinariamente altas – a faixa de teraeletronvolt .
Neutrinos, ou partículas fantasmas, são partículas quase sem massa fluindo pelo Universo, mal interagindo com nada. Esses também detectamos em altas energias .
Para obter essas energias, os fótons e partículas dentro deles requerem a presença de um acelerador cósmico. Devem ser objetos de alta energia , como restos de supernovas ou um buraco negro devorando material ativamente .
Mas mesmo depois de contabilizarmos essas fontes de alta energia, ainda ficamos com um excesso de raios gama em energias “suaves” mais baixas, bem como um excesso de neutrino, que é difícil de explicar.
De acordo com uma equipe de pesquisadores liderada pelo astrônomo Shigeo Kimura, da Universidade de Tohoku, no Japão, o excesso pode vir de uma fonte inesperada: buracos negros supermassivos que estão quase, mas não totalmente, adormecidos – mas nem totalmente ativos.
Quando um buraco negro supermassivo está ativo, ele é circundado por um imenso disco de poeira e gás que está sendo lentamente sugado para o buraco negro. As imensas forças em jogo no espaço ao redor do buraco negro aquecem o material no disco de forma que ele brilha em uma gama de comprimentos de onda eletromagnética, incluindo radiação gama.
Além disso, algum material é desviado para fora do buraco negro ao longo de suas linhas de campo magnético, que agem como um acelerador, em direção aos pólos, onde é lançado ao espaço a uma porcentagem significativa da velocidade da luz.
Acredita-se que cada galáxia tenha um buraco negro supermassivo em seu centro, mas nem todas estão ativas. O buraco negro supermassivo da nossa galáxia, por exemplo, é bastante sonolento.
De acordo com Kimura e sua equipe, o excesso de raios gama na faixa de energia mais baixa – megaeletronvolts em vez de giga- ou teraeletronvolts – poderia ser produzido por buracos negros supermassivos que estão se acumulando em um nível tão baixo que são muito mais dimerizados para nossos telescópios aqui na terra.
A equipe realizou cálculos e descobriu como funcionaria. Embora haja menos material girando em torno desses buracos negros inativos, ainda há alguns, e ainda são aquecidos.
Na verdade, esse plasma quente pode chegar a bilhões de graus Celsius – quente o suficiente para gerar radiação gama na faixa dos megeletronvolt, ou o que chamamos de raios gama “suaves”.
Dentro desse plasma, os prótons podem ser acelerados a altas velocidades. Quando esses prótons de alta energia interagem com a radiação e a matéria, eles podem gerar neutrinos – explicando também o excesso de neutrinos. E há um número suficiente desses silenciosos buracos negros supermassivos no Universo para explicar pelo menos uma proporção significativa desses sinais em excesso.
Até agora, é apenas uma hipótese, mas a matemática confere. Munidos dessas informações, os astrônomos devem ter uma ideia melhor do que procurar em observações futuras – e o mistério desses inexplicáveis raios gama estará mais perto de ser resolvido.
