Os astrônomos descobriram um buraco negro supermassivo, antes adormecido, voltando à vida de uma forma muito dramática e espetacular, agindo como um “vulcão cósmico” explodindo uma erupção que se estendeu por 1 milhão de anos-luz. O buraco negro supermassivo em questão fica no coração da galáxia J1007+3540 e permanece adormecido há cerca de 100 milhões de anos.
A equipe de cientistas por trás dessas observações usou o Low Frequency Array (LOFAR) na Holanda e o Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) atualizado da Índia para criar imagens de rádio de J1007+3540 e seu buraco negro supermassivo. Estas imagens revelaram esta vasta jato de buraco negro está em um cabo de guerra pelo domínio com a força gravitacional do resto da galáxia.
“É como assistir a um vulcão cósmico entrar em erupção novamente depois de anos de calmaria – exceto que este é grande o suficiente para esculpir estruturas que se estendem por quase um milhão de anos-luz no espaço”, disse o líder da equipe, Shobha Kumari, do Midnapore City College, na Índia. disse em um comunicado.
Buracos negros supermassivos são encontrados no coração de todas as grandes galáxias, mas estão longe de ser todos iguais. Eles variam em massa de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, alguns são calmos e pacíficos, como Sagitário A* (Sgr A*) no coração do Via Lácteae outros estão se alimentando ativamente e são violentos.
Estes últimos buracos negros supermassivos estão rodeados por matéria numa nuvem achatada e rodopiante chamada disco de acreção que os alimenta gradualmente. A imensa gravidade do buraco negro no centro de tal disco cria poderosas forças de maré neste disco de acreção, que geram fricção, aquecendo-o e fazendo-o brilhar intensamente.
No entanto, nem toda a matéria nos discos de acreção está destinada a se tornar um lanche para buracos negros. Os campos magnéticos intensos canalizam partículas carregadas, ou plasma, para os pólos dos buracos negros supermassivos activos, de onde são expelidos como jactos a velocidades próximas da da luz. Esses jatos também brilham intensamente, fazendo com que essas regiões galácticas centrais, ou Núcleos Galácticos Ativos (AGNs), se destaquem de vastas distâncias cósmicas.
Mesmo entre estes incríveis motores galácticos, os cientistas dizem que o J1007+3540 se destaca. Isto porque mostra evidências de ligar e desligar, reiniciando após longos períodos de silêncio, para começar mais uma vez a entrar em erupção com jatos poderosos.
Estrutura de jato de buraco negro supermassivo
As imagens recolhidas pelos investigadores mostram a estrutura do jacto deste buraco negro supermassivo, consistindo num jacto interior brilhante e num “casulo” exterior mais ténue de plasma mais frio e desbotado. Isto indica à equipa uma história de episódios eruptivos repetidos, com a camada exterior de plasma fraco representando os restos fósseis de explosões anteriores.
“Esta dramática camada de jatos jovens dentro de lóbulos mais velhos e exaustos é a assinatura de um AGN episódico – uma galáxia cujo motor central continua ligando e desligando ao longo de escalas de tempo cósmicas”, disse Kumari.
Estes detritos de jato parecem ter sido esmagados e distorcidos pelos seus arredores devido ao fato de J1007+3540 estar dentro de um enorme aglomerado de galáxias cheio de gás extremamente quente. O resultado é uma pressão externa muito maior do que a normalmente experimentada por galáxias deste tipo, conhecidas como rádio-galáxias devido ao seu brilho na região de rádio do espectro eletromagnético.
“J1007+3540 é um dos exemplos mais claros e espetaculares de AGN episódico com interação jato-cluster, onde o gás quente circundante dobra, comprime e distorce os jatos”, disse Sabyasachi Pal, membro da equipe, também do Midnapore City College, no comunicado.
A imagem do J1007+3540 do LOFAR mostra um lóbulo significativamente comprimido e distorcido ao norte da estrutura, o que representa o plasma sendo desviado lateralmente pelo gás que o jato está tentando forçar a passagem. A imagem do uGMRT revela que a região comprimida consiste em partículas mais antigas que perderam grande parte da sua energia. Esse é outro sinal claro da influência que o cluster está exercendo sobre este jato.
Outra evidência de como o ambiente hostil do J1007+3540 está esculpindo esses jatos vem de uma cauda longa e tênue que se estende para sudoeste da estrutura. Esta cauda consiste em plasma que foi arrastado através do aglomerado, criando um rastro fino com milhões de anos de idade.
Esta galáxia e o seu buraco negro supermassivo são uma demonstração de como os AGNs podem ligar e desligar e como os jatos que eles emitem podem mudar ao longo de milhões de anos. Além disso, J1007+3540 é uma lição para os astrônomos sobre a influência que os aglomerados galácticos podem ter nas estruturas dos jatos.
Em última análise, isto poderia fornecer aos cientistas uma imagem mais clara de como as galáxias crescem e evoluem.
A pesquisa da equipe foi publicada na quinta-feira (15 de janeiro) na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
