Um grupo internacional de astrofísicos realizou as simulações computacionais mais detalhadas já feitas sobre a absorção de matéria por buracos negros de massa estelar. O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

As regiões próximas aos buracos negros são consideradas algumas das mais caóticas do Universo: ali, a matéria é atraída em direção ao horizonte de eventos ao mesmo tempo em que é expelida em forma de jatos poderosos e explosões de radiação, segundo o portal ScienceDaily.

Devido à complexidade dos fenômenos físicos envolvidos — como a curvatura do espaço-tempo e a interação entre luz, plasma e campos magnéticos —, prever o comportamento desses sistemas sempre foi um grande desafio para a ciência.

Diferentemente de modelos anteriores, os pesquisadores abandonaram pressupostos simplificadores impostos por limitações computacionais. Utilizando dois supercomputadores de alta performance, a equipe integrou observações astronômicas a dados sobre a rotação dos buracos negros e a configuração de seus campos magnéticos. Isso permitiu criar um modelo abrangente, que considera a teoria geral da relatividade de Einstein, física do plasma, magnetoidrodinâmica e transporte de radiação.

"Esta é a primeira vez que conseguimos observar com precisão o que acontece quando os principais processos físicos envolvidos na acreção de buracos negros são considerados. Esses sistemas são extremamente não lineares — qualquer suposição simplista pode alterar completamente o resultado. O mais interessante é que nossas simulações agora reproduzem comportamentos notavelmente consistentes com os sistemas de buracos negros observados no céu, desde fontes ultraluminosas de raios X até binárias de raios X. Em certo sentido, conseguimos 'observar' esses sistemas não por meio de um telescópio, mas através de um computador", explica Lizhong Zhang, autor principal do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Escola de Ciências Naturais do Instituto de Estudos Avançados e no Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron.

As simulações revelaram que buracos negros com rotação rápida formam um disco de acreção denso, capaz de absorver grande parte da radiação. A energia é dissipada não de forma direta, mas por meio de ventos intensos e jatos relativísticos estreitos, guiados por campos magnéticos. Observou-se ainda um "vórtice" pelo qual a matéria é sugada a velocidades extremas, enquanto a radiação escapa em um feixe estreito, visível apenas sob determinados ângulos.

A configuração do campo magnético é fundamental: além de direcionar o fluxo de gás ao horizonte de eventos, ela determina como parte da matéria e da energia retorna ao espaço.