Buraco negro supermassivo expele jato de matéria em imagem inédita

gurinho

Além de atrair qualquer coisa que se aproxime deles, os buracos negros podem ocasionalmente expelir matéria em velocidades muito altas. Quando nuvens de poeira e gás se aproximam do horizonte de eventos de um buraco negro, algumas caem para dentro, mas outras podem ser redirecionadas para fora em rajadas altamente energéticas, resultando em jatos dramáticos de matéria que disparam a velocidades próximas da velocidade da luz. Os jatos podem se espalhar por milhares de anos-luz, com um jato emergindo de cada um dos polos do buraco negro em um fenômeno que se acredita estar relacionado ao giro do buraco negro.

Cientistas observando o núcleo de rádio compacto de M87 descobriram novos detalhes sobre o buraco negro supermassivo da galáxia. Na concepção deste artista, o jato maciço do buraco negro é visto subindo do centro do buraco negro. As observações nas quais esta ilustração se baseia representam a primeira vez que o jato e a sombra do buraco negro foram fotografados juntos, dando aos cientistas novos insights sobre como os buracos negros podem lançar esses poderosos jatos.
Cientistas observando o núcleo de rádio compacto de M87 descobriram novos detalhes sobre o buraco negro supermassivo da galáxia. Na concepção deste artista, o enorme jato de matéria do buraco negro é visto subindo do centro do buraco negro. As observações nas quais esta ilustração se baseia representam a primeira vez que o jato e a sombra do buraco negro foram fotografados juntos, dando aos cientistas novos insights sobre como os buracos negros podem lançar esses poderosos jatos. S. Dagnelo (NRAO/AUI/NSF)

Alguns dos maiores jatos do universo conhecido vêm de enormes buracos negros no centro das galáxias, chamados de buracos negros supermassivos. E agora, pela primeira vez, os astrônomos visualizaram um buraco negro supermassivo expelindo um desses jatos. O buraco negro em questão é o famoso no coração da galáxia Messier 87, que é conhecido por ser o primeiro buraco negro já fotografado por uma colaboração chamada Event Horizon Telescope (EHT). Usando uma parceria semelhante de telescópios em todo o mundo, os astrônomos conseguiram capturar esse monstro buraco negro expelindo matéria em um jato.

Esta imagem mostra o jato e a sombra do buraco negro no centro da galáxia M87 juntos pela primeira vez. As observações foram obtidas com telescópios do Global Millimeter VLBI Array (GMVA), do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, e do Greenland Telescope. Esta imagem dá aos cientistas o contexto necessário para entender como o poderoso jato é formado. As novas observações também revelaram que o anel do buraco negro, mostrado aqui na inserção, é 50% maior do que o anel observado em comprimentos de onda de rádio mais curtos pelo Event Horizon Telescope (EHT). Isso sugere que na nova imagem vemos mais do material que está caindo em direção ao buraco negro do que poderíamos ver com o EHT.
Esta imagem do GMVA+ALMA mostra o jato de M87 e a sombra do buraco negro juntos pela primeira vez, dando aos cientistas o contexto necessário para entender onde o poderoso jato se formou. As novas observações também revelaram que o anel do buraco negro, mostrado na inserção, é 50% maior do que os cientistas acreditavam anteriormente. R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

As observações também deram uma nova visão do próprio buraco negro. “A imagem original do EHT revelou apenas uma parte do disco de acreção ao redor do centro do buraco negro. Ao alterar os comprimentos de onda de observação de 1,3 milímetros para 3,5 milímetros, podemos ver mais do disco de acreção e agora o jato, ao mesmo tempo”, disse um dos pesquisadores, Toney Minter, em um comunicado . “Isso revelou que o anel ao redor do buraco negro é 50% maior do que pensávamos anteriormente.”

As observações foram feitas com radiotelescópios, incluindo conjuntos poderosos como o Global mm-VLBI Array (GMVA) e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que usam muitos pratos menores trabalhando juntos para observar fontes de rádio muito distantes. Combinando os esforços de diferentes observatórios, os astrônomos puderam observar melhor esse famoso buraco negro. Eles sabiam que o buraco negro estava emitindo jatos, mas não sabiam exatamente como ou onde esses jatos estavam se formando.

“Esses resultados mostraram – pela primeira vez – onde o jato está sendo formado. Antes disso, havia duas teorias sobre de onde eles poderiam vir”, disse Minter. “Mas essa observação realmente mostrou que a energia dos campos magnéticos e dos ventos estão trabalhando juntas.”

Isso ajuda os cientistas a entender o processo pelo qual os jatos são criados, que envolve os campos magnéticos ao redor do núcleo do buraco negro e os ventos que sopram pelo disco de matéria ao redor do buraco negro, chamado de disco de acreção. Para saber mais sobre esse processo, os pesquisadores querem realizar mais observações usando a rede global de telescópios.

“Planejamos observar a região ao redor do buraco negro no centro de M87 em diferentes comprimentos de onda de rádio para estudar mais a fundo a emissão do jato”, disse Eduardo Ros, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, em outro comunicado . “Os próximos anos serão emocionantes, pois poderemos aprender mais sobre o que acontece perto de uma das regiões mais misteriosas do universo.”