Astrônomos observam jatos de um buraco negro se formando pela 1ª vez
Uma equipe internacional de astrônomos flagrou, pela primeira vez na história, o lançamento de um jato de plasma de um buraco negro a 1/3 da velocidade da luz
Um fenômeno considerado impossível de ser observado, mesmo por astrônomos experientes, foi detectado pela primeira vez, e em tempo real, por uma equipe internacional de cientistas: um jato de plasma sendo ejetado de um buraco negro supermassivo.
Para a primeira autora do estudo, Eileen Meyer, da Universidade de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC), nos EUA, “temos observações muito detalhadas de um jato de rádio ‘ligando’ em tempo real, e ainda mais emocionantes são as observações do VLBI, que mostram claramente esses aglomerados de plasma se movendo para fora do buraco negro”, diz Meyer.
O VLBI (iniciais em inglês para Interferometria de Linha de Base Muito Longa) é uma técnica de observação astronômica que combina dados de múltiplos radiotelescópios espalhados pelo mundo. Por muitos anos, os astrônomos vêm observando simultaneamente o mesmo objeto celeste: uma galáxia a cerca de 270 milhões de anos-luz de distância da Terra, chamada 1ES 1927+654, na constelação do Dragão.
Essa distante galáxia é classificada como um “núcleo galáctico ativo” (AGN), pois abriga um buraco negro em seu centro. Esse objeto supermassivo vinha adicionando (engolindo) material de forma lenta, até que, do nada, acelerou sua atividade em 2018, e se tornou 100 vezes mais brilhante.
Um jato de plasma “ligando” no buraco negro
A aceleração foi descrita recentemente por Meyer na 245ª reunião da Sociedade Astronômica Americana: “Em 2018, o buraco negro começou a mudar suas propriedades bem diante de nossos olhos, com uma grande explosão óptica, ultravioleta e de raios X”.
Essa mudança rápida e inesperada causou surpresa nos astrônomos, pois a expectativa é de que alterações em um buraco negro pudessem levar um tempo bem maior do que uma vida humana, na verdade escalas de milhares ou milhões de anos.
Após a grande explosão, o buraco negro pareceu retornar a um estado de calmaria em 2020. Mas, em abril de 2023, ele começou a emitir ondas de rádio 60 vezes mais intensas do que alguns meses antes. Esse tipo de comportamento foi o primeiro observado em um buraco negro em tempo real.
O crescimento da atividade em raios X levou a equipe da UMBC a um estado de alerta total. “Sabe, há alertas rápidos — algo acontece e você tem que ir atrás. Você tem que entrar nisso, e não importa se é meia-noite, você tem que enviar aquele e-mail porque você sabe que cada hora conta”, explicou Meyer.
Foi nesse processo, usando imagens de alta resolução do VLBI, que a equipe conseguiu sua descoberta histórica: a formação, em tempo real, de um par de jatos de plasma em direções opostas do buraco negro, se expandindo para fora, ao longo de 2023-2024.
A importância de observar um jato de plasma de um buraco negro
Em um release, onde destaca o fato de os jatos de buracos negros terem impactos enormes além de suas galáxias de origem, Meyer diz que descobrir como eles funcionam “é algo muito importante, para entender o panorama geral de como o universo está evoluindo e as galáxias evoluíram”.
As imagens do VLBI mostram que “este é realmente um jato de plasma de saída que está causando o flare de rádio. Não é algum outro processo provocando aumento na emissão de rádio’, afirma a professora de física da UMC. Ela estima que o jato se move “a provavelmente 20% a 30% da velocidade da luz”.
Quando comparados às estruturas de jatos massivos de outros AGNs, os novos jatos da 1ES 1927+654 são relativamente pequenos. Eles fazem parte de uma nova classe de jatos menores chamados pelos cientistas de “objetos simétricos compactos” (CSOs na sigla em inglês).
Meyers acha que a descoberta inédita de sua equipe foi, na verdade, o nascimento de um novo CSO. Uma hipótese recente é que os CSOs talvez sejam “a ingestão única de uma estrela ou de uma nuvem de gás; […] que alimenta esse jato de curto prazo por talvez mil anos”.
O coautor Sibasish Laha, pesquisador da UMBC, destaca que “este estudo, pela primeira vez, nos dá a rara oportunidade de entender como um buraco negro supermassivo ‘conversa’ com a galáxia hospedeira”.
Sem poder, até pouco tempo, sequer olhar para a região interna de um buraco negro para ver como o disco de acreção interage e produz o jato, “há muito trabalho teórico a ser feito para entender o que vimos, mas o lado bom é que temos uma quantidade enorme de dados”, conclui Meyer.
O estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal Letters.
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