O centro das galáxias é um dos ambientes cósmicos mais caóticos devido à existência de um buraco negro supermassivo que se alimenta ativamente.
Esses gigantes cósmicos são cercados por discos rotativos de acreção de gás e poeira. Este disco incandescente emite excesso de energia em todo o espectro eletromagnético, desde raios gama e raios X de alta energia até luz visível, infravermelho e ondas de rádio.
Os astrônomos encontraram a evidência mais clara da existência de um disco de acreção em torno do buraco negro no centro da galáxia III Zw 002. Segundo o oficial mensagem, as conclusões foram tiradas após análise dos dados de “duas linhas de emissão raras e peculiares na faixa do infravermelho próximo”.
A observação direta de discos de acreção com telescópios é difícil devido a dois fatores: a grande distância da Terra e o seu tamanho extremamente pequeno.
Como resultado, os astrónomos baseiam-se no espectro de luz emitido no interior do disco para determinar o seu tamanho e comportamento.
Esta metodologia permitiu aos astrónomos detectar, pela primeira vez na história, “duas linhas de emissão no infravermelho próximo” originadas no disco de acreção” da galáxia III Zw 002.
“As linhas de emissão aparecem quando um átomo excitado cai para um nível de energia mais baixo, emitindo luz. Como cada átomo tem um conjunto único de níveis de energia, a luz emitida tem um comprimento de onda discreto que funciona como uma impressão digital que identifica a sua origem”, explica o comunicado.
A presença de um disco de acreção é evidenciada, em particular, por largas linhas de emissão conhecidas como perfil com dois picos. A região das linhas largas é a região do disco de acreção onde essas linhas se originam.
“Pela primeira vez, a detecção de tais perfis de dois picos impõe restrições estritas à geometria da região, que não podem ser determinadas por outros meios. E agora temos evidências claras do processo de alimentação e da estrutura interna de uma galáxia ativa", disse Alberto Rodríguez-Ardila, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais do Brasil.
Esta observação levou a diferentes medições do disco de acreção. Após uma análise cuidadosa, foi determinado que a linha Paschen-alfa tem um raio de origem de 16,77 dias-luz (a distância que a luz percorre em um dia terrestre a partir de um buraco negro supermassivo).
Já a linha OI se origina de um disco de acreção com raio de 18,86 dias-luz. As medições também previram que o raio externo da região da linha larga provavelmente será de cerca de 52,43 dias-luz.
"O modelo também mostra que a região da linha larga III Zw 002 está inclinada 18 graus em relação aos observadores na Terra, e o buraco negro supermassivo no seu centro tem 400-900 milhões de vezes a massa do nosso Sol."
Observações recentes podem ajudar a compreender melhor a forma e a dinâmica do disco de acreção. As observações de discos de acreção também podem fornecer informações importantes sobre os buracos negros e a evolução das suas galáxias hospedeiras.
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