Zoom duplo acidental revela ondas milimétricas ao redor de buraco negro supermassivo

Uma equipe internacional de astrônomos liderada por Matus Rybak (Universidade de Leiden, Holanda) provou, graças a um zoom duplo acidental, que radiação milimétrica é gerada perto do núcleo de um buraco negro supermassivo. Suas descobertas foram aceitas para publicação na revista Astronomy & Astrophysics e estão disponíveis no servidor de pré-impressão arXiv .

Representação artística da coroa ao redor de um buraco negro. Crédito: RIKEN 

Em 2015, Matus Rybak (Universidade de Leiden) e seus colegas buscavam gás frio na galáxia RXJ1131-1231. Essa galáxia — um quasar com um buraco negro supermassivo no centro — na constelação de Cratera é uma das favoritas dos astrônomos porque há outra galáxia entre ela e a Terra que atua como uma lente. Isso faz com que a galáxia pareça três vezes maior do que realmente é, um fenômeno conhecido como macrolente.

Rybak e colegas estudaram a galáxia usando o telescópio ALMA, que detecta radiação (sub)milimétrica de um planalto no norte do Chile. Eles observaram que as três imagens da galáxia variavam de brilho independentemente uma da outra. "Isso é uma prova cabal da microlente, um fenômeno que ocorre quando uma estrela está localizada entre a galáxia em primeiro plano e o observador", diz Rybak. "Sabíamos imediatamente que precisávamos investigar mais a fundo."

A combinação de microlente e macrolente revela coisas que permanecem invisíveis mesmo com os melhores telescópios do mundo e apenas com a macrolente. "Com esse 'zoom duplo' (a ampliação pela galáxia e a pela estrela), é como se estivéssemos colocando duas lupas uma em cima da outra", diz Rybak. Em 2020, a equipe observou a galáxia novamente e conseguiu rastrear as diferenças de brilho do quasar.

Os astrônomos observaram que o quasar cintilava em escalas de tempo de anos. O fato de o quasar cintilar em radiação milimétrica é notável, pois essa radiação é produzida principalmente por poeira calma e gás silencioso. Os pesquisadores acreditam que a radiação provém da coroa, uma faixa quente, magnética e ativa em forma de rosquinha ao redor do buraco negro supermassivo . Radiação milimétrica já havia sido observada perto de um buraco negro antes, mas ainda não estava claro se era causada por poeira ou outros mecanismos.

Rybak colaborou com Dominique Sluse (Leuven) e Frédéric Courbin (Barcelona), entre outros. Em 2008, eles foram pioneiros no campo da microlente em luz visível . Agora, 17 anos depois, conseguiram fazer isso pela primeira vez com radiação milimétrica.

Os pesquisadores agora têm tempo de observação para estudar o quasar com o Telescópio de Raios X Chandra. Em última análise, eles querem usar microlentes para estudar a temperatura e os campos magnéticos próximos ao buraco negro. Isso é importante porque as condições próximas ao buraco negro influenciam toda a galáxia ao redor.

Phys.org