No contexto: Os buracos negros supermassivos estão entre os fenômenos mais extremos que os humanos descobriram no espaço sideral. Eles possuem uma massa de centenas de milhares, ou mesmo de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, e são responsáveis por alimentar eventos luminosos sem precedentes, conhecidos como quasares.
Pesquisadores da Northwestern University utilizaram o supercomputador Summit para conduzir uma simulação de “magnetohidrodinâmica relativística geral 3D” de um disco de acreção fino e inclinado girando em torno de um buraco negro supermassivo. Graças ao poderoso sistema HPC localizado no Laboratório Nacional de Oak Ridge, os cientistas conseguiram simular um buraco negro mais realista do que nunca, descobrindo novos fenómenos no processo.
A teoria convencional sobre buracos negros supermassivos sugere que eles são entidades celestes que consomem gradualmente gás e poeira ao longo de períodos de tempo medidos em centenas, ou mesmo centenas de milhares de anos, conforme afirmado pelos pesquisadores. No entanto, de acordo com a nova simulação, este processo de consumo pode aparentemente ocorrer numa questão de meses, alinhando-se coincidentemente com o período de tempo necessário para as emissões de quasares activos.
A simulação 3D elaborada pelos cientistas da Northwestern University elucidou que um buraco negro giratório distorce a região do espaço-tempo circundante. Este fenómeno acabará por destruir o tumultuoso vórtice de gás e poeira que rodeia o buraco negro, conhecido como disco de acreção. O resultado final deste processo de distorção do espaço-tempo é a segmentação do disco de acreção em subdiscos internos e externos, alimentando subsequentemente o comportamento de alimentação ultrarrápido descrito na nova pesquisa.
A singularidade no centro do buraco negro consome inicialmente o anel interno, segundo os pesquisadores. Posteriormente, os detritos dos discos externos são derramados para dentro para preencher a lacuna deixada pelo anel interno agora consumido, permitindo que o processo de alimentação se repita. Um único ciclo desse processo de repetição interminável de comer-reabastecer-comer leva apenas alguns meses, afirmam os cientistas. Esta escala de tempo é incrivelmente rápida em comparação com previsões teóricas anteriores.
Esta nova simulação poderá lançar luz sobre o comportamento de alguns dos objetos mais brilhantes observados no universo, como os quasares. Estes objetos quase estelares podem tornar-se tão luminosos como a luz combinada de cada estrela da sua galáxia hospedeira, apenas para desaparecerem “sem explicação” após alguns meses. Nick Kaaz, que liderou o estudo da Northwestern, salienta que a teoria clássica do disco de acreção prevê uma evolução muito lenta do disco que rodeia um buraco negro.
No entanto, alguns quasares, explica Kaaz, sofrem uma mudança mais dramática na luminosidade ao longo de meses ou anos. As rápidas flutuações no brilho observadas nos quasares alinham-se com os discos multicamadas e as suas complexas interações físicas observadas através da nova simulação de buraco negro.
