Buraco Negro em Universo Primitivo.

Por doi.org

Cientistas descobrem o maior jato de buraco negro já visto no universo primitivo - ele tem o dobro do tamanho da nossa galáxia.

“Curiosamente, o quasar que alimenta esse enorme jato de rádio não possui uma massa de buraco negro extrema em comparação com outros quasars”.

Astrônomos detectaram o maior jato já lançado por um buraco negro no início do universo.

Esse jato duplo, que existiu quando o universo tinha apenas 1,2 bilhão de anos, se estende por impressionantes 200.000 anos-luz, sendo duas vezes maior do que a largura da Via Láctea.

Mais surpreendente ainda é o fato de que o buraco negro que alimenta o quasar de onde esse jato se origina, chamado J1601+3102, é relativamente pequeno - pelo menos para um buraco negro supermassivo. Ainda assim, sua massa equivale a 450 milhões de sóis.

“Curiosamente, o quasar que alimenta esse enorme jato de rádio não possui uma massa de buraco negro extrema em comparação com outros quasars”, disse Anniek Gloudemans, líder da equipe e pesquisadora do NOIRLab. “Isso indica que não é necessariamente preciso um buraco negro excepcionalmente massivo ou uma taxa de acreção extrema para gerar jatos tão poderosos no início do universo.”

Retratando os primeiros jatos de buracos negros supermassivos

Todas as grandes galáxias são consideradas hospedeiras de buracos negros supermassivos, com massas que variam de milhões a bilhões de vezes a do Sol. No entanto, nem todos esses gigantes cósmicos dão origem a quasars.

Os quasars se formam quando buracos negros supermassivos estão cercados por enormes quantidades de gás e poeira, que servem de alimento para eles. Esse material gera um disco achatado e giratório chamado disco de acreção ao redor do buraco negro. A intensa gravidade do buraco negro causa forças de maré e grande fricção no disco de acreção, aquecendo-o a temperaturas extremas e fazendo-o brilhar intensamente.

Nem todo o material do disco de acreção é absorvido pelo buraco negro; parte dele é direcionada para seus polos por campos magnéticos poderosos. Essas partículas são aceleradas até quase a velocidade da luz e ejetadas em jatos altamente colimados.

Esses jatos podem ser observados a grandes distâncias por radiotelescópios e são comuns no universo próximo. No entanto, até agora, eram mais difíceis de detectar no universo primitivo, quando o cosmos, que tem 13,8 bilhões de anos, tinha menos de 10% da sua idade atual.

O jato emanado do quasar J1601+3102 foi detectado inicialmente pelo telescópio internacional Low-Frequency ARray (LOFAR), uma rede de radiotelescópios distribuída pela Europa.

Essa descoberta foi posteriormente confirmada pelo Espectrógrafo de Infravermelho Próximo Gemini (GNIRS), enquanto o Telescópio Hobby-Eberly tentou observá-lo em luz visível.

“Estávamos procurando por quasars com jatos de rádio fortes no início do universo, para entender como e quando os primeiros jatos se formaram e como eles impactam a evolução das galáxias”, explicou Gloudemans. “Só conseguimos observar esse objeto da Terra porque ele é extremamente brilhante, mesmo estando tão distante.”

“Esse objeto mostra o que podemos descobrir ao combinar o poder de vários telescópios operando em diferentes comprimentos de onda.”

Um dos principais objetivos dessas observações foi determinar as características desse quasar e do buraco negro supermassivo que o alimenta.

Até o momento, a equipe conseguiu confirmar que o buraco negro tem uma massa de 450 milhões de vezes a do Sol, mas ainda espera determinar sua taxa de acreção, ou seja, a velocidade com que ele está absorvendo matéria.

Os pesquisadores também descobriram que os jatos não são exatamente simétricos. Um dos lóbulos do jato é mais curto que o outro, além de ser mais brilhante. Isso pode indicar que o ambiente extremo ao redor do buraco negro supermassivo está afetando os jatos de maneira desigual.

“Quando começamos a observar esse objeto, esperávamos que o jato sul fosse apenas uma fonte próxima não relacionada e que a maior parte do fenômeno fosse pequena”, disse Frits Sweijen, da Universidade de Durham. “Isso tornou ainda mais surpreendente quando a imagem do LOFAR revelou estruturas de rádio grandes e detalhadas".

“A natureza desse objeto distante torna sua detecção difícil em frequências de rádio mais altas, demonstrando o poder do LOFAR por si só e sua sinergia com outros instrumentos".

Estudo:

https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad9609

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