Você já se perguntou como seria observar o que acontece com uma galáxia perto de um buraco negro? Para todos nós que lembramos daquele maravilhoso filme da Disney, seria uma experiência notável - se não hipnótica -. Agora, graças às poderosas ferramentas de observação do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), duas equipes internacionais de astronomia tiveram a oportunidade de estudar os jatos de buracos negros perto de seus núcleos galácticos e ver como eles afetam sua vizinhança. Os pesquisadores capturaram a melhor vista até agora de uma nuvem de gás molecular em torno de um buraco negro quieto próximo e foram presenteados com um olhar surpresa na base de um jato maciço próximo a um distante.
Estes não são pesos leves. Os buracos negros que os astrônomos estão estudando pesam vários bilhões de massas solares e moram no centro de quase todas as galáxias do Universo - incluindo a Via Láctea. Era uma vez, esses enigmáticos fenômenos galácticos eram criaturas ocupadas. Eles absorviam enormes quantidades de matéria do ambiente, brilhando como faróis brilhantes. Esses primeiros buracos negros lançaram pequenas quantidades da matéria que absorveram em jatos altamente poderosos, mas seus colegas atuais não são tão ativos. Embora as coisas tenham mudado um pouco com o tempo, a correlação dos jatos dos buracos negros e seus arredores ainda desempenha um papel crucial na evolução das galáxias. Nos mais recentes estudos, ambos publicados hoje na revista Astronomy & Astrophysics, os astrônomos empregaram o ALMA para investigar jatos de buracos negros em escalas muito diferentes: um buraco negro próximo e relativamente silencioso na galáxia NGC 1433 e um objeto muito distante e ativo chamado PKS 1830-211.
“O ALMA revelou uma surpreendente estrutura espiral no gás molecular próximo ao centro da NGC 1433”, diz Françoise Combes (Observatório de Paris, França), principal autora do primeiro artigo. “Isso explica como o material está fluindo para alimentar o buraco negro. Com as novas e nítidas observações do ALMA, descobrimos um jato de material fluindo para longe do buraco negro, estendendo-se por apenas 150 anos-luz. Este é o menor fluxo molecular já observado em uma galáxia externa. ”
Precisa de feedback? Bem, é exatamente assim que esse processo é chamado. O "feedback" pode nos esclarecer a relação entre a massa do buraco negro e a massa da protuberância galáctica circundante. O buraco negro consome gás e se torna ativo, mas depois cria jatos que eliminam o gás da sua proximidade. Isso interrompe a formação de estrelas e controla o crescimento da protuberância central. Na PKS 1830-211, Ivan Marti-Vidal (Universidade de Tecnologia de Chalmers, Observatório Espacial Onsala, Onsala, Suécia) e sua equipe testemunharam um buraco negro supermassivo com um jato, “mas muito mais brilhante e mais ativo no universo primitivo. É incomum porque sua luz brilhante passa por uma galáxia massiva no caminho para a Terra e é dividida em duas imagens por lentes gravitacionais. ”
Os buracos negros supermassivos são comedores bagunçados? Pode apostar. Houve ocasiões em que um buraco negro supermassivo consumiu inesperadamente uma quantidade impressionante de massa que, por sua vez, carrega turbo a potência dos jatos e acende a emissão de radiação até o auge da produção de energia. Essa energia é emitida como raios gama, o menor comprimento de onda e a forma mais alta de energia da radiação eletromagnética. E agora o ALMA, por acaso, capturou um desses eventos, como aconteceu na PKS 1830-211.
“A observação do ALMA neste caso de indigestão de buraco negro foi completamente casual. Estávamos observando a PKS 1830-211 com outro objetivo e, em seguida, vimos mudanças sutis de cor e intensidade entre as imagens das lentes gravitacionais. Uma análise muito cuidadosa desse comportamento inesperado nos levou à conclusão de que estávamos observando, apenas por uma chance de muita sorte, exatamente no momento em que novas matérias entraram na base de jatos do buraco negro ”, diz Sebastien Muller autor do segundo artigo.
Como em todas as observações astronômicas, a chave da descoberta é a confirmação. As descobertas do ALMA apareceram em outras observações telescópicas? A resposta é sim. Graças ao monitoramento das observações com o Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA, havia uma assinatura definitiva de raios gama exatamente onde deveria estar. O que foi responsável pelo aumento da radiação nos longos comprimentos de onda do ALMA também foi responsável por tornar a luz do jato do buraco negro impressionante.
"É a primeira vez que uma conexão tão clara entre raios gama e ondas de rádio submilimétricas é estabelecida como proveniente da base real do jato de um buraco negro", acrescenta Sebastien Muller.
No entanto, não é o fim da história. É só o começo. O ALMA continuará investigando o funcionamento misterioso dos jatos supermassivos de buracos negros - próximos e distantes. Combes e sua equipe de investigação já estão observando galáxias ativas próximas com o ALMA, e até um objeto único catalogado como PKS 1830-211. A pesquisa continuará, e com ela podemos um dia ter respostas para muitas perguntas.
"Ainda há muito a aprender sobre como os buracos negros podem criar esses enormes jatos energéticos de matéria e radiação", conclui Ivan Marti-Vidal. “Mas os novos resultados, obtidos antes mesmo da conclusão do ALMA, mostram que é uma ferramenta poderosa para investigar esses jatos - e as descobertas estão apenas começando!”
Fonte da história original: Comunicado de imprensa do ESO.
