O enigma do disco de acreção nos buracos negros
Pesquisadores do Imperial College simularam com sucesso um anel brilhante em torno de buracos negros conhecido como disco de acreção, normalmente formado por plasma e outras matérias caindo em um buraco negro. Este experimento revolucionário apresenta um modelo preciso da dinâmica desses anéis de plasma.
Tais anéis colocam uma questão significativa: como os buracos negros podem crescer se a matéria em órbita não cair neles? De acordo com a teoria primária, a instabilidade dos campos magnéticos dentro do plasma cria fricção, causando perda de energia e a descida gradual do plasma para o buraco negro.
Anteriormente, os metais líquidos girados em ambientes controlados eram o principal meio de testar essa teoria. No entanto, este método falha em representar a natureza de fluxo livre do plasma devido à contenção de metais dentro dos tubos.
Os pesquisadores da Imperial utilizaram o Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) para girar o plasma de uma maneira que espelha os anéis de acreção do mundo real. Este experimento revolucionário envolveu a colisão de oito jatos de plasma acelerados, formando uma coluna rotativa. Curiosamente, quanto mais perto do centro do anel giratório, mais rápido ele se movia, imitando discos de acreção reais no universo.
O doutor Vicente Valenzuela-Villaseca, principal autor do estudo, expressou que compreender o comportamento dos anéis de acreção pode revelar informações sobre o crescimento de buracos negros e a formação de estrelas. As descobertas podem até guiar a criação de estrelas em ambientes controlados, ao entender a estabilidade do plasma em experimentos de fusão.
O experimento MAGPIE tem suas restrições, produzindo principalmente pulsos de plasma curtos, resultando em uma única rotação do disco. No entanto, o experimento de prova de conceito indica que pulsos mais longos podem levar a mais rotações, oferecendo uma caracterização mais detalhada das propriedades do disco. Estender o tempo de execução do experimento também permitiria aos pesquisadores aplicar campos magnéticos para examinar seu impacto no atrito do sistema.
De acordo com Valenzuela-Villaseca, estamos apenas começando a observar os discos de acreção de maneiras inovadoras, incluindo experimentos de laboratório e instantâneos de buracos negros com o Event Horizon Telescope. Esses métodos ajudarão a testar as teorias e verificar se elas se alinham com as observações astronômicas. O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters, fornecendo uma análise aprofundada da metodologia e das descobertas da pesquisa.
