Enormes jatos de buraco negro do universo primitivo são observados

Tempo de leitura: 3 min.

Nos confins do Universo, os astrônomos conseguiram capturar uma interação rara. À medida que um buraco negro supermassivo libera vorazmente a matéria ao seu redor, ele envia jatos de plasma – empurrando e aquecendo o gás na galáxia ao seu redor.

Enormes jatos de buraco negro do universo primitivo são observados
Impressão artística de MG J0414 + 0534. (Universidade de Kindai)

Isso é difícil de capturar na melhor das hipóteses, mas esse caso foi um feito particularmente impressionante. A galáxia em questão está a 11 bilhões de anos-luz de distância – uma visão de quando o Universo tinha menos de 3 bilhões de anos.

Ela se chama MG J0414 + 0534, e os astrônomos conseguiram capturá-la em detalhes por causa das lentes gravitacionais. Entre nós e a galáxia, há uma galáxia diferente, bastante massiva, cuja gravidade distorce o caminho da luz que viaja por trás dela, criando quatro imagens de MG J0414 + 0534 ao seu redor (veja a imagem abaixo).

“Essa distorção funciona como um ‘telescópio natural’ para permitir uma visão detalhada de objetos distantes”, disse o astrônomo Takeo Minezaki, da Universidade de Tóquio no Japão.

Enormes jatos de buraco negro do universo primitivo são observados
Foto obtida com ajuda de “lente gravitaconal”. (ALMA (ESO / NA / NRAO), K. T. Inoue e outros)

E isso pode nos mostrar como algumas galáxias evoluíram no início do Universo.

Buracos negros – e em particular os buracos negros supermassivos que alimentam galáxias – são coisas extraordinariamente complexas. Eles são tão densos que seu poder gravitacional cria um ponto sem retorno ao seu redor: um limite chamado horizonte de eventos, além do qual nem a velocidade da luz é suficiente para atingir a velocidade de escape. Não podemos, portanto, ver um buraco negro.

Mas fora do horizonte de eventos – isto é, a parte que podemos ver – é um ambiente incrivelmente extremo. O exemplo mais extremo é um quasar, um núcleo galáctico ativo com um buraco negro supermassivo no centro. Estes são os estágios iniciais e violentos da vida de uma galáxia, com o buraco negro banqueteando-se ativamente com o material ao seu redor.

Isso expele luz intensa através do espectro eletromagnético, à medida que o disco de acúmulo de material girando em torno do buraco negro gera um intenso fluxo de luz e calor por atrito. Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes do universo.

Mas isso não é tudo. Esses buracos negros ativos também têm jatos de material ionizado que saem de suas regiões polares a velocidades relativísticas – comparáveis ​​à velocidade da luz. Estes não vêm de dentro do buraco negro; acredita-se que o material seja canalizado da borda interna do disco de acreção ao longo das linhas de campo magnético do buraco negro fora do horizonte de eventos até os pólos, onde é ejetado em alta velocidade.

Por sua vez, esses jatos podem explodir para dentro do buraco negro da galáxia, soprando as nuvens de poeira e gás que, de outra forma, colapsariam nas estrelas – desativando efetivamente a formação de estrelas, um fenômeno conhecido como extinção.

A maioria das galáxias mais antigas é extinta e os astrônomos ainda estão descobrindo os mecanismos pelos quais isso pode ocorrer. Um desses mecanismos é o vento quasar. Os jatos também poderiam estar contribuindo.

Sabe-se que a MG J0414 + 0534 possui jatos bipolares disparando de seu buraco negro. Combinando as quatro imagens da galáxia com lentes e subtraindo os efeitos gravitacionais da galáxia na frente, a equipe conseguiu reconstruir uma imagem desses jatos.

Enormes jatos de buraco negro do universo primitivo são observados
Imagens reconstruídas de como seria o MG J0414 + 0534 se os efeitos das lentes gravitacionais fossem desativados. As emissões de poeira e gás ionizado em torno de um quasar são mostradas em vermelho. As emissões do gás monóxido de carbono são mostradas em verde, que possuem uma estrutura bipolar ao longo dos jatos. (ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / K. T. Inoue et al.)

O astrônomo Kouichiro Nakanishi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão / SOKENDAI, disse:

Combinando este telescópio cósmico e as observações de alta resolução do ALMA, obtivemos uma visão excepcionalmente nítida, que é 9.000 vezes melhor que a visão humana.

Com essa resolução extremamente alta, conseguimos obter a distribuição e o movimento de nuvens gasosas em torno de jatos ejetados de um buraco negro supermassivo.

À medida que os jatos dos buracos negros batem no gás do meio interestelar, o impacto cria calor. A partir desse mapa de calor, os pesquisadores foram capazes de calcular que as nuvens de gás estavam se movendo a velocidades de até 600 quilômetros por segundo.

Além disso, nuvens de gás e jatos eram relativamente pequenos para uma galáxia desse tipo, indicando que estamos observando um estágio muito inicial na formação de jatos – já em algumas dezenas de milhares de anos. Isso significa que pode ser muito importante entender como as galáxias se extinguem.

O astrônomo Kaiki Inoue, da Universidade Kindai, no Japão, disse:

A MG J0414 + 0534 é um excelente exemplo por causa da pouca idade dos jatos.

Encontramos evidências reveladoras de interação significativa entre jatos e nuvens gasosas, mesmo na fase evolutiva inicial dos jatos. Acho que nossa descoberta abrirá o caminho para uma melhor compreensão do processo evolutivo das galáxias no início do Universo.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters.

(Fonte)

Colaboração: Maurício Lau


n3m3

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