Novas Descobertas das Observações de Sagittarius A*

Sagittarius A* é o nome dado a um buraco negro supermassivo que fica no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Esse buraco negro tem uma massa cerca de quatro milhões de vezes a do nosso Sol. Ele é cercado por um disco de gás e poeira, formando um fluxo de acreção que é essencial pra entender como esses buracos negros funcionam. Observar o Sagittarius A* ajuda a gente a aprender sobre o universo e o comportamento da matéria em condições extremas.

#Observações e Coleta de Dados

Em abril de 2017, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) fez uma série de observações do Sagittarius A* em duas faixas de frequência: 85-101 GHz e 212-230 GHz. Essas observações permitiram que os cientistas capturassem curvas de brilho que mostram como a luminosidade do Sagittarius A* muda ao longo do tempo. Os dados coletados incluem medições de Polarização linear, que indicam o alinhamento das ondas de luz, e polarização circular, que descreve a direção em que a luz gira enquanto viaja.

#Curvas de Luz e Polarização

As curvas de luz obtidas em diferentes frequências mostram diferenças significativas. Em frequências mais baixas (85-101 GHz), a polarização linear foi medida em cerca de 1-2%, enquanto nas frequências mais altas (212-230 GHz), foi encontrada em torno de 5-10%. Também houve um efeito de despolarização, significando que a polarização observada diminuiu bastante em frequências abaixo de cerca de 150 GHz. Isso sugere que o ambiente físico ao redor do buraco negro muda com a frequência.

As mudanças rápidas nos estados de polarização ao longo do tempo também foram registradas. Os cientistas descobriram que a polarização variava rapidamente, indicando que os processos perto do buraco negro são dinâmicos e imprevisíveis. Essa variabilidade temporal oferece insights sobre a natureza do material magnetizado que cerca o buraco negro supermassivo.

#O Papel da Tela de Faraday

As descobertas sugerem que o Sagittarius A* tem uma tela de Faraday interna, que é uma região onde as ondas de luz são afetadas pela presença de um Campo Magnético e partículas carregadas. Modelos tradicionais costumam assumir que essa tela existe externamente, mas os dados indicam que grande parte da luz polarizada que observamos vem de regiões próximas ao próprio buraco negro.

A medição de Rotação de Faraday (RM) é crucial pra entender como a polarização é afetada à medida que a luz passa por diferentes meios. Nesse caso, foi observado que a medida de rotação era menor em frequências mais baixas. Isso sugere que uma quantidade significativa de rotação de Faraday ocorre dentro de cerca de dez raios gravitacionais do horizonte de eventos do buraco negro.

#O Modelo de Fluxo de Acreção

Entender o fluxo de acreção ao redor do Sagittarius A* é chave pra interpretar as observações. O fluxo de acreção é descrito por vários modelos, incluindo fluxos de acreção radiativamente ineficientes (RIAF). Esses modelos ajudam a explicar como a matéria se comporta quando é puxada para o campo gravitacional do buraco negro.

Segundo o modelo RIAF, a matéria perto do Sagittarius A* não radia muita energia. Em vez disso, tende a se acumular e aquecer. Esse estado da matéria pode produzir ondas de rádio que conseguimos detectar. As observações apoiam esse modelo, mostrando que as características das curvas de luz podem ser explicadas pelas propriedades do fluxo de acreção e dos campos magnéticos presentes.

#Comparando Observações em Diferentes Frequências

As descobertas das duas faixas de frequência criam uma imagem detalhada do que está acontecendo ao redor do Sagittarius A*. Enquanto as observações de frequência mais baixa revelam uma rápida diminuição na polarização, as frequências mais altas mostram que a fonte permanece relativamente estável. Isso indica a presença de diferentes processos físicos em ação, dependendo da região do fluxo de acreção sendo observada.

Diferenças nas medições de rotação dependentes do tempo também revelam variações na estrutura do campo magnético. As medições em 85-101 GHz mostram flutuações mais rápidas em comparação com as de 212-230 GHz, apontando para processos diferentes dominando nessas frequências.

#Implicações para Modelos Teóricos

Essas observações têm implicações significativas para os modelos teóricos de acreção em buracos negros. Os dados indicam que muitas suposições feitas em modelos mais simples precisam ser revistas. A presença de uma tela de Faraday interna muda como pensamos sobre a interação entre luz e campos magnéticos nas proximidades do buraco negro.

Modelos que consideram uma estrutura e comportamento mais complexos do campo magnético são necessários pra representar com precisão o que está acontecendo. Isso ajuda a preencher a lacuna entre previsões teóricas e o que é observado no universo real.

#Conclusão

As observações do Sagittarius A* usando o ALMA fornecem insights valiosos sobre a natureza dos buracos negros supermassivos e seus ambientes ao redor. A polarização variável e as medições de rotação revelam um sistema dinâmico e complexo que desafia os modelos existentes. Entender esse sistema é crucial pra avançar nosso conhecimento sobre o universo e a física fundamental que o rege.

A pesquisa sobre o Sagittarius A* continua a evoluir, e com observações contínuas e avanços em modelos teóricos, nossa compreensão dos buracos negros vai se aprofundar. Isso não só enriquece nosso conhecimento sobre buracos negros, mas também contribui pra nossa compreensão mais ampla de galáxias e do cosmos. O estudo de buracos negros como o Sagittarius A* é uma parte vital da astrofísica moderna, abrindo novas avenidas de pesquisa e descoberta.