Pela primeira vez, temos uma imagem direta do touro empoeirado em torno de um buraco negro

No final desta semana, podemos estar vendo nossas primeiras fotografias do horizonte de eventos de um buraco negro . Mas outros projetos também estão trabalhando arduamente - os astrônomos conseguiram a primeira imagem direta do touro empoeirado em torno de um buraco negro supermassivo muito ativo .

Algumas galáxias - apropriadamente chamadas de  galáxias de rádio  - contêm buracos negros supermassivos altamente ativos que são particularmente brilhantes em comprimentos de onda de rádio. Esse buraco negro é cercado por um disco de matéria que cai nele, e em torno desse disco há um gigantesco toróide de poeira em forma de rosquinha.

O toro cientistas estrutura conseguiram capturar está dentro da galáxia de rádio Cygnus A . Embora Cygnus A esteja a cerca de 760-800 milhões de anos-luz de distância, é uma das fontes de rádio mais brilhantes do céu.

No seu centro está um buraco negro supermassivo equivalente à massa de cerca de 2,5 bilhões de Sóis, ativamente acumulando enormes quantidades de matéria e disparando jatos relativísticos de anos-luz do plasma para o espaço de seus pólos.

Essas características - o buraco negro supermassivo, o disco de acreção, os jatos relativísticos - se combinam para formar uma espécie de " modelo unificado " do núcleo galáctico ativo (AGN). Esses núcleos podem parecer radicalmente diferentes dependendo do tipo de galáxia em que estão. Quasares , blazares , galáxias de rádio e galáxias de Seyfert têm AGNs extremamente brilhantes, mas possuem propriedades diferentes.

Essas diferenças podem ser explicadas por um túmulo empoeirado que obscurece alguns recursos do AGN, dependendo do nosso ângulo de visão do sistema.

Imagem direta do VLA, mostrando a região central de Cygnus A. (Carilli et al., NRAO / AUI / NSF)

"O toro é uma parte essencial do fenômeno da AGN, e existem evidências de que tais estruturas nas proximidades da AGN de ​​baixa luminosidade, mas nunca antes vimos diretamente uma em uma galáxia de rádio tão brilhante", disse o astrofísico Chris Carilli da rádio. Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO). 

"O toro ajuda a explicar por que objetos conhecidos por nomes diferentes são, na verdade, a mesma coisa, apenas observados de uma perspectiva diferente".

A AGN de ​​Cygnus A é, do nosso ponto de vista, de lado, de modo que o toro obscurece o buraco negro. A galáxia também é cerca de 10 vezes mais próxima do que qualquer galáxia de brilho de rádio comparável - então a equipe do NRAO transformou o  interferômetro de rádio Very Large Array (VLA) em uma tentativa de ver mais de perto o torus teorizado.

E eles conseguiram. Essas observações revelaram um toro de gás em torno de 900 anos-luz de diâmetro. Esse gás é distribuído em grupos, circulando o buraco negro supermassivo no coração de Cygnus A.

O núcleo do Cygnus A é bem louco, na verdade. Em 2016, um segundo buraco negro supermassivo foi descoberto não muito longe do centro - evidência de que, em algum momento em seu passado não muito cosmicamente distante, a galáxia colidiu com outra. O outro buraco negro supermassivo despertou para a vida quando se aproximou o suficiente do material para se tornar ativo.

Os dois buracos negros supermassivos se fundirão um dia? É possível - buracos negros supermassivos podem ficar belos, bem, supermassivos, talvez até 66 bilhões de massas solares .

O Cygnus A também foi objeto de um estudo no ano passado que descobriu que o toro está ligado a campos magnéticos que o mantêm no lugar.

Outras observações poderiam revelar ainda mais detalhes sobre a dinâmica do toro e o papel que desempenha no sistema da AGN.

"É realmente ótimo finalmente ver evidências diretas de algo que há muito presumimos que deveria estar lá", disse Carilli .

"Para determinar com mais precisão a forma e a composição deste toro, precisamos fazer mais observações. Por exemplo, o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) pode observar nos comprimentos de onda que irão revelar diretamente a poeira."

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters .

Fonte: Sciencealert.com