Astrônomos descobriram um jato de buraco negro que é 50 vezes maior que sua galáxia

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(Créditos: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

Traduzido por Julio Batista
Original de Luke Barnes para o The Conversation

Astrônomos da Universidade do Oeste de Sydney, Austrália, descobriram um dos maiores jatos de buracos negros no céu.

Abrangendo mais de um milhão de anos-luz de ponta a ponta, o jato se afasta de um buraco negro com enorme energia e quase à velocidade da luz. Mas nas vastas extensões de espaço entre as galáxias, nem sempre algo sai do seu caminho.

Olhando mais de perto

A meros 93 milhões de anos-luz de distância, a galáxia NGC2663 está em nossa vizinhança, cosmicamente falando. Se nossa galáxia fosse uma casa, NGC2663 estaria a um ou dois subúrbios de distância.

Olhando para a luz das estrelas com um telescópio comum, vemos a forma oval familiar de uma galáxia elíptica “típica”, com cerca de dez vezes mais estrelas do que a nossa Via Láctea.

Típico, isto é, até que observamos NGC2663 com o Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) da CSIRO na Austrália Ocidental – uma rede de 36 antenas de rádio conectadas formando um único supertelescópio.

As ondas de rádio revelam um jato de matéria, disparado da galáxia por um buraco negro central. Esse fluxo de material de alta potência é cerca de 50 vezes maior que a galáxia: se nossos olhos pudessem vê-lo no céu noturno, seria maior que a Lua.

Embora os astrônomos tenham encontrado esses jatos antes, o tamanho imenso (mais de um milhão de anos-luz de diâmetro) e a proximidade relativa do NGC2663 fazem deles alguns dos maiores jatos conhecidos no céu.

Diamantes de choque

Então, o que vimos, quando a precisão e o poder do ASKAP obtiveram uma visão “de perto” (astronomicamente falando!) de um jato extragaláctico?

Esta pesquisa é liderada pelo estudante de doutorado Velibor Velović da Universidade do Oeste de Sydney e foi aceita para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (pré-publicação disponível aqui). Nossa pesquisa do Mapa Evolutivo do Universo (EMU) vê evidências da matéria entre as galáxias empurrando para trás nas laterais do jato.

Este processo é análogo a um efeito observado em motores a jato. À medida que a pluma de exaustão atravessa a atmosfera, ela é empurrada para os lados pela pressão ambiente. Isso faz com que o jato se expanda e se contraia, pulsando enquanto viaja.

Como mostra a imagem abaixo, vemos pontos brilhantes regulares no jato, conhecidos como “diamantes de choque” por causa de sua forma. À medida que o fluxo é comprimido, ele brilha mais intensamente.

Jatos de buracos negros do NGC2663 comparados a um motor a jato. Imagem superior: observações do radiotelescópio ASKAP. Abaixo: um foguete de metano sendo testado com sucesso no deserto de Mojave. Observe os padrões de compressão. Tradução da imagem: um milhão de anos-luz (1 million light years) e diamantes de choque (shock diamonds). (Créditos: Mike Massee/XCOR)

Maior ainda

Assim como em motores a jato, diamantes de choque foram vistos em jatos menores do tamanho de galáxias. Vimos jatos colidindo com densas nuvens de gás, iluminando-as à medida que avançavam. Mas jatos sendo constringidos pelos lados é um efeito mais sutil, tornando mais difícil de observar.

No entanto, até NGC2663, não vimos esse efeito em escalas tão enormes.

Isso nos diz que há matéria suficiente no espaço intergaláctico em torno de NGC2663 para empurrar as laterais do jato. Por sua vez, o jato aquece e pressuriza a matéria.

Este é um ciclo de feedback: matéria intergaláctica alimenta uma galáxia, galáxia cria buraco negro, buraco negro lança jato, jato retarda o fornecimento de matéria intergaláctica em galáxias.

Esses jatos afetam a maneira como o gás se forma em galáxias à medida que o universo evolui. É emocionante ver uma ilustração tão direta dessa interação.

A pesquisa da EMU, que também é responsável por identificar um novo tipo de objeto astronômico misterioso chamado “círculos de rádio excêntricos“, continua a fazer varredurasd o céu. Este notável jato de rádio em breve será acompanhado por muitas outras descobertas.

À medida que elas foram feitas, construiremos uma melhor compreensão de como os buracos negros moldam intimamente as galáxias que se formam ao seu redor.


Luke Barnes é professor de física da Universidade do Oeste de SydneyMiroslav Filipovic é professor da Universidade do Oeste de SydneyRay Norris é professor da Faculdade de Ciências da Universidade do Oeste de Sydney, e Velibor Velović é candidato ao PHD na Universidade do Oeste de Sydney