A pulsação de um buraco negro | 'Heartbeat' Of Smallest Black Hole Candidate

Dados do satélite da NASA Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) identificaram um candidato fao título de menor buraco negro conhecido. As evidências surgiram de um tipo específico de padrão - apelidado de "batida de coração" por sua semelhança com um eletrocardiograma - que até agora so havia sido registrado em mais um sistema de buraco negro.

Designado IGR J17091-3624 em referência às coordenadas astronômicas de sua posição no céu, o sistema binário põe lado a lado uma estrela normal e um buraco negro que pode pesar menos de três vezes a massa do Sol, o que significa estar próximo à fronteira teórica a partir da qual é possível um buraco negro existir. Clarões ocorrem quando o gás da estrela  normal fui na direção do buraco negro, formando um disco ao seu redor. O atrito com o disco aquece o gás a milhões de graus, o suficiente para que passe a emitir raios-X.

O detentor do recorde de variação ubíqua de raios-X é outro buraco negro binário, designado GRS 1915+105. Esse sistema é um dos raros a exibir mais de uma dúzia de padrões altamente estruturados - caracteristicamente durando de segundos até horas - que cientistas distinguem por letras de nomes  gregos. Sete desses padrões são atualmente visíveis em IGR J17091, inclusive as chamadas oscilações de classe rho, descritas por astrônomos como a "batida de coração" dos sistemas de buracos negros.

Acredita-se que fortes campos magnéticos nas proximidades do horizonte de eventos do buraco negro ejet am alguma quantidade de gás em duas direções opostas, saindo quase à velocidade da luz. O pico dessa emissão  batida de coração corresponde à emersão do jato.

Variações no espectro dos raios-X observadas pelo RXTE durante cada batida do GRS 1915 revelam que a região mais interna do disco emite radiação suficiente para repelir o gás, criando um forte vento em direção ao exterior que estanca o fluxo de entrada, deixando o buraco negro à míngua por um breve momento e interrompendo o jato. isso corresponde à emissão mais fraca. Finalmente, o disco interno se torna tão brilhante e quente que se desintegra em sua essência e mergulha em direção ao buraco negro, restabelecendo o jato e recomeçando o ciclo.

Em GRS 1915+105, que com sua massa 14 vezes a solar é de longe mais massivo que os dois, esse ciclo pode durar apenas 40 segundos. Em IGR J17091, a emissão pode ser 20 vezes mais fraca do que em GRS 1915, e o ciclo da batida de coração pode ser até oito vezes mais rápido.

Data from NASA's Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) satellite has identified a candidate for the smallest-known black hole. The evidence comes from a specific type of X-ray pattern - nicknamed a "heartbeat" because of its resemblance to an electrocardiogram - that until now has been recorded in only one other black hole system.

Named IGR J17091-3624 after the astronomical coordinates of its sky position, the binary system pairs a normal star with a black hole that may weigh less than three times the sun's mass, near the theoretical boundary where black-hole status first becomes possible. Flare-ups occur when gas from the normal star streams toward the black hole and forms a disk around it. Friction within the disk heats the gas to millions of degrees, which is hot enough to radiate X-rays.

The record-holder for ubiquitous X-ray variability is another black hole binary named GRS 1915+105. This system is unique in displaying more than a dozen highly structured patterns - typically lasting between seconds and hours - that scientists distinguish by Greek-letter names. Seven of these patterns are now seen in IGR J17091, including the so-called rho-class oscillations that astronomers describe them as the "heartbeat" of black hole systems.

It's thought that strong magnetic fields near the black hole's event horizon eject some of the gas into dual, oppositely directed jets that blast outward at nearly the speed of light. The peak of its heartbeat emission corresponds to the emergence of the jet. Changes in the X-ray spectrum observed by RXTE during each beat in GRS 1915 reveal that the innermost region of the disk emits enough radiation to push back the gas, creating a strong outward wind that staunches the inward flow, briefly starving the black hole and shutting down the jet. This corresponds to the faintest emission. Eventually the inner disk gets so bright and so hot that it essentially disintegrates and plunges toward the black hole, re-establishing the jet and beginning the cycle anew.

In GRS 1915+105, which at 14 solar masses is by for the more massive of the two, this cycle can take as little as 40 seconds. In IGR J17091, the emission can be 20 times fainter than GRS 1915, and the heartbeat cycle can occur up to eight times faster.