Imagem impressionante do que se assume ser dois buracos negros supermassivos em fusão

Há mais de 150 anos que a galáxia OJ 287 e as suas variações de brilho, a cinco mil milhões de anos-luz de distância, intrigam e fascinam os astrónomos, pois suspeitam que dois buracos negros supermassivos estejam a fundir-se no núcleo. Uma equipa internacional de investigação liderada pela Dra. Efthalia Traianou, da Universidade de Heidelberg, conseguiu recentemente captar uma imagem do centro da galáxia com um grande nível de detalhe.

Uma nova imagem da galáxia OJ 287 revela pela primeira vez a estrutura fortemente curvada e em forma de fita do jato de plasma emitido pelo seu centro. Crédito: Dra. Efthalia Traianou, Universidade de Heidelberg

A imagem revolucionária, capturada com a ajuda de um radiotelescópio espacial, mostra um segmento até agora desconhecido e fortemente curvado do jato de plasma que gira para fora do centro da galáxia. A imagem fornece novas informações sobre as condições extremas que reinam em torno de buracos negros supermassivos. 

O núcleo da galáxia OJ 287 pertence à classe dos blazares, que exibem alta atividade e luminosidade impressionante. As forças motoras por trás destes núcleos galácticos ativos são os buracos negros. Eles absorvem matéria dos seus arredores e podem lançá-la na forma de jatos de plasma gigantes compostos por radiação cósmica, calor, átomos pesados e campos magnéticos.

 "Nunca antes tínhamos observámos uma estrutura na galáxia OJ 287 com o nível de detalhe visto na nova imagem", enfatiza a Dra. Traianou, investigadora pós-doutorada do Centro Interdisciplinar de Computação Científica da Universidade de Heidelberg.

A imagem, que penetra profundamente no centro da galáxia, revela a estrutura fortemente curvada e semelhante a uma fita do jato; também aponta para novas informações sobre a composição e comportamento do jato de plasma. Algumas regiões excedem temperaturas de dez biliões Kelvin – evidência de energia e movimento extremos nas proximidades de um buraco negro.

Os investigadores também observaram a formação, propagação e colisão de uma nova onda de choque ao longo do jato e atribuem-na a uma energia na gama de biliões de eletrões-volt, a partir de uma medição invulgar de raios gama realizada em 2017.

A imagem rádio foi obtida com um interferómetro de rádio terra-espaço composto por um radiotelescópio em órbita da Terra – uma antena de dez metros de diâmetro da missão RadioAstron a bordo do satélite Spektr-R – e uma rede de 27 observatórios terrestres distribuídos pela Terra.

Desta forma, os investigadores conseguiram criar um telescópio espacial virtual com um diâmetro cinco vezes maior do que o diâmetro da Terra; a sua alta resolução deriva da distância entre os observatórios de rádio individuais. A imagem é baseada num método de medição que aproveita a natureza ondulatória da luz e as ondas sobrepostas associadas.

A imagem interferométrica reforça a hipótese de que, no interior da galáxia OJ 287, está localizado um sistema binário de buracos negros supermassivos. Fornece também informações importantes sobre o modo como os movimentos desses buracos negros influenciam a forma e a orientação dos jatos de plasma emitidos. "As suas propriedades especiais fazem desta galáxia uma candidata ideal para investigação futura sobre a fusão de buracos negros e das ondas gravitacionais associadas", afirma Efthalia Traianou.

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