O maior jato de buraco negro já detectado no universo primordial

Os astrônomos fizeram uma descoberta impressionante ao identificar o maior jato lançado por um buraco negro já observado no universo primitivo. Esse jato, que se estende por incríveis 200.000 anos-luz, existia quando o universo tinha apenas 1,2 bilhões de anos. Para colocar em perspectiva, ele é duas vezes mais longo do que a largura da nossa Via Láctea. 

O maior jato de rádio já detectado no universo primitivo, capturado por uma rede de telescópios. (Crédito da imagem: LOFAR/DECaLS/DESI Legacy Imaging Surveys/LBNL/DOE/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/F. Sweijen (Durham University) Processamento da imagem: M. Zamani (NSF NOIRLab))

O que torna essa descoberta ainda mais intrigante é o fato de que o buraco negro que gera o quasar de onde o jato emerge, identificado como J1601+3102, é relativamente pequeno. Embora “pequeno” seja uma palavra relativa quando se fala de buracos negros supermassivos alimentando quasares, já que ele possui uma massa equivalente a 450 milhões de sóis.

Anniek Gloudemans, líder da equipe de pesquisa do NOIRLab, destacou que não é necessário um buraco negro de massa extrema para gerar jatos tão potentes no universo jovem. Isso nos faz pensar que até mesmo buracos negros “menores” podem fazer um grande estrago no cosmos!

Desvendando os Jatos de Buracos Negros Supermassivos

Embora se acredite que todas as grandes galáxias possuam um buraco negro supermassivo em seu centro, com massas que variam de milhões a bilhões de vezes a do Sol, nem todos esses gigantes cósmicos alimentam quasares. Os quasares se formam quando buracos negros supermassivos estão cercados por uma rica quantidade de gás e poeira, criando um disco de acreção ao seu redor. O imenso peso do buraco negro gera forças de maré e um atrito colossal nesse disco, aquecendo-o ao ponto de brilhar intensamente.

Curiosamente, nem todo o material do disco de acreção é engolido pelo buraco negro; parte dele é canalizado para os polos por campos magnéticos potentes. Essas partículas são aceleradas a velocidades próximas à da luz e são ejetadas dos polos como jatos gêmeos altamente colimados.

Esses jatos são visíveis a grandes distâncias por telescópios de rádio e são uma visão comum no universo local. Contudo, no universo primitivo, quando o cosmos tinha menos de 10% da sua idade atual de 13,8 bilhões de anos, eles têm sido um pouco mais difíceis de detectar. Por isso, a observação do jato de J1601+3102 é tão significativa.

Uma Detecção Inovadora com Telescópios de Rádio

O jato que emerge de J1601+3102 foi inicialmente observado pelo Low-Frequency ARray (LOFAR) Telescope, uma rede de telescópios de rádio espalhados pela Europa. Esta detecção pioneira foi complementada pelo espectrógrafo de infravermelho próximo Gemini (GNIRS) e o Telescópio Hobby Eberly, que tentou observá-lo em luz visível.

Gloudemans explicou que a busca por quasares com jatos de rádio fortes no universo primitivo é crucial para entender como e quando os primeiros jatos se formaram e como eles impactaram a evolução das galáxias. Ela adicionou que é devido à natureza extrema desse objeto que podemos observá-lo da Terra, mesmo estando tão distante.

Os pesquisadores destacaram que a combinação da capacidade de múltiplos telescópios em diferentes comprimentos de onda foi essencial para essa descoberta. Esta colaboração não só revelou esse jato colossal, mas também ilustrou o poder do LOFAR quando utilizado em sinergia com outros instrumentos. É como se a equipe tivesse encontrado uma agulha no palheiro cósmico, usando um conjunto de ímãs superpotentes.

Características Únicas do Quasar e Seus Jatos

Um dos objetivos principais das observações subsequentes foi determinar as características do quasar e do buraco negro supermassivo que o alimenta. Até agora, a equipe determinou que o buraco negro tem uma massa de 450 milhões de massas solares, mas também esperam descobrir a taxa de acreção, ou seja, a velocidade com que ele está “devorando” matéria.

Além disso, os cientistas descobriram que os jatos não são completamente gêmeos. Um deles é mais curto e, curiosamente, um dos lóbulos do jato é mais brilhante que o outro. Isso pode indicar que o ambiente extremo ao redor do buraco negro supermassivo afeta os jatos de maneira diferente. Frits Sweijen, de Durham University, mencionou que ao começar a investigar esse objeto, esperavam que o jato sul fosse apenas uma fonte próxima não relacionada, mas a imagem do LOFAR revelou estruturas de rádio grandes e detalhadas, desafiando as expectativas iniciais.

Este estudo inovador foi publicado em 6 de fevereiro no The Astrophysical Journal Letters, destacando a importância de reunir dados de múltiplos telescópios para desvendar os mistérios do universo primitivo.

Hypescience.com