Buracos negros são mais poderosos do que se pensava – campos magnéticos atingem mais profundamente as galáxias

 Campos magnéticos ajudam buracos negros a chegar mais fundo nas galáxias

Concepção artística de Cygnus A, cercado pelo toro de poeira e detritos com jatos lançados de seu centro. Campos magnéticos são ilustrados prendendo poeira perto do buraco negro supermassivo no núcleo da galáxia. Este estudo inicial motivou a maior comparação da intensidade do rádio com a polarização e foi incluído no conjunto de dados composto. Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook 

Os buracos negros potencialmente têm uma influência ainda maior nas galáxias ao seu redor do que pensávamos. E o Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) forneceu uma nova maneira de analisar seu impacto. Os núcleos galácticos ativos (AGN) – a região central de uma galáxia, que abriga seu buraco negro supermassivo – são classificados pela força do jato que produzem, disparando matéria à velocidade da luz. Uma vez que os jatos são principalmente visíveis em comprimentos de onda de rádio, eles são descritos como rádio alto ou rádio silencioso. 

“Vemos que alguns AGN têm jatos de rádio muito poderosos e outros não, mesmo que todos os AGN sejam intrinsecamente os mesmos – todos eles têm um buraco negro supermassivo no centro e massa agregada”, disse Enrique Lopez-Rodriguez, cientista pesquisador. no Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology da Stanford University e principal autor da nova descoberta do SOFIA. “Não entendemos por que alguns deles são tão poderosos e outros não.” 

Agora, usando SOFIA, Lopez-Rodriguez e sua equipe descobriram que a polarização da luz infravermelha do AGN também aumenta com a intensidade do rádio, fornecendo uma nova maneira de estudar as características dos buracos negros.

SOFIA sobrevoa as montanhas cobertas de neve de Sierra Nevada com a porta do telescópio aberta durante um voo de teste. SOFIA é uma aeronave Boeing 747SP modificada. O SOFIA alcançou plena capacidade operacional em 2014 e concluiu seu voo científico final em 29 de setembro de 2022. Crédito: NASA/Jim Ross

Motivados pela descoberta do SOFIA de 2018 de que a luz infravermelha do AGN de rádio-alto mais forte conhecido, Cygnus A, era altamente polarizada, os pesquisadores desenvolveram um programa de observação de acompanhamento com o SOFIA para determinar se existe uma relação entre a polarização infravermelha e o volume do rádio. e se sim, por quê. Eles observaram os campos magnéticos de um total de nove AGN, quatro deles com rádio alto e cinco rádio silencioso. 

A partir das observações SOFIA da polarização da luz, os astrônomos podem deduzir a estrutura do campo magnético na região. Na amostra de AGN que Lopez-Rodriquez e sua equipe estudaram, essas polarizações mostram que em AGN de rádio alto – AGN com jatos fortes – há um campo magnético em forma de rosquinha perpendicular aos jatos, ao longo do equador do AGN. 

O fato de apenas AGN de rádio alto ter um campo magnético toroidal tão forte indica que o campo está ajudando a transferir energia para dentro, alimentando o buraco negro com matéria vinda da galáxia hospedeira. Quanto mais fortes os jatos, mais forte o campo magnético e mais energia há no sistema. 

O grupo se surpreendeu com a força do resultado. 

“Estávamos esperando por isso, mas não esperávamos uma correlação tão boa”, disse Lopez-Rodriguez. “Há tanta física por trás disso que não entendemos, e são necessários futuros modelos hidromagnéticos”. 

Embora muita ciência por trás desses objetos permaneça inexplicada, o resultado implica que os buracos negros estão potencialmente afetando a evolução da galáxia e a produção de jatos um pouco mais do que os astrônomos imaginavam anteriormente. Embora os astrônomos normalmente considerem a gravidade como a única força que influencia os buracos negros supermassivos, este trabalho mostra que os campos magnéticos podem ajudar a fazer a ponte entre os buracos negros e a matéria em sua galáxia hospedeira.

 Com a ajuda desses campos magnéticos, os buracos negros podem impactar não apenas a matéria imediatamente ao seu redor, mas também podem funcionar em distâncias ainda maiores dentro da galáxia.

Fonte: scitechdaily.com