Nos confins do Universo, os astrônomos conseguiram capturar uma interação rara. À medida que um buraco negro supermassivo libera vorazmente a matéria ao seu redor, ele envia jatos de plasma – empurrando e aquecendo o gás na galáxia ao seu redor.
Isso é difícil de capturar na melhor das hipóteses, mas esse caso foi um feito particularmente impressionante. A galáxia em questão está a 11 bilhões de anos-luz de distância – uma visão de quando o Universo tinha menos de 3 bilhões de anos.
Ela se chama MG J0414 + 0534, e os astrônomos conseguiram capturá-la em detalhes por causa das lentes gravitacionais. Entre nós e a galáxia, há uma galáxia diferente, bastante massiva, cuja gravidade distorce o caminho da luz que viaja por trás dela, criando quatro imagens de MG J0414 + 0534 ao seu redor (veja a imagem abaixo).
“Essa distorção funciona como um ‘telescópio natural’ para permitir uma visão detalhada de objetos distantes”, disse o astrônomo Takeo Minezaki, da Universidade de Tóquio no Japão.
E isso pode nos mostrar como algumas galáxias evoluíram no início do Universo.
Buracos negros – e em particular os buracos negros supermassivos que alimentam galáxias – são coisas extraordinariamente complexas. Eles são tão densos que seu poder gravitacional cria um ponto sem retorno ao seu redor: um limite chamado horizonte de eventos, além do qual nem a velocidade da luz é suficiente para atingir a velocidade de escape. Não podemos, portanto, ver um buraco negro.
Mas fora do horizonte de eventos – isto é, a parte que podemos ver – é um ambiente incrivelmente extremo. O exemplo mais extremo é um quasar, um núcleo galáctico ativo com um buraco negro supermassivo no centro. Estes são os estágios iniciais e violentos da vida de uma galáxia, com o buraco negro banqueteando-se ativamente com o material ao seu redor.
Isso expele luz intensa através do espectro eletromagnético, à medida que o disco de acúmulo de material girando em torno do buraco negro gera um intenso fluxo de luz e calor por atrito. Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes do universo.
Mas isso não é tudo. Esses buracos negros ativos também têm jatos de material ionizado que saem de suas regiões polares a velocidades relativísticas – comparáveis à velocidade da luz. Estes não vêm de dentro do buraco negro; acredita-se que o material seja canalizado da borda interna do disco de acreção ao longo das linhas de campo magnético do buraco negro fora do horizonte de eventos até os pólos, onde é ejetado em alta velocidade.
Por sua vez, esses jatos podem explodir para dentro do buraco negro da galáxia, soprando as nuvens de poeira e gás que, de outra forma, colapsariam nas estrelas – desativando efetivamente a formação de estrelas, um fenômeno conhecido como extinção.
A maioria das galáxias mais antigas é extinta e os astrônomos ainda estão descobrindo os mecanismos pelos quais isso pode ocorrer. Um desses mecanismos é o vento quasar. Os jatos também poderiam estar contribuindo.
Sabe-se que a MG J0414 + 0534 possui jatos bipolares disparando de seu buraco negro. Combinando as quatro imagens da galáxia com lentes e subtraindo os efeitos gravitacionais da galáxia na frente, a equipe conseguiu reconstruir uma imagem desses jatos.
O astrônomo Kouichiro Nakanishi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão / SOKENDAI, disse:
Combinando este telescópio cósmico e as observações de alta resolução do ALMA, obtivemos uma visão excepcionalmente nítida, que é 9.000 vezes melhor que a visão humana.
Com essa resolução extremamente alta, conseguimos obter a distribuição e o movimento de nuvens gasosas em torno de jatos ejetados de um buraco negro supermassivo.
À medida que os jatos dos buracos negros batem no gás do meio interestelar, o impacto cria calor. A partir desse mapa de calor, os pesquisadores foram capazes de calcular que as nuvens de gás estavam se movendo a velocidades de até 600 quilômetros por segundo.
Além disso, nuvens de gás e jatos eram relativamente pequenos para uma galáxia desse tipo, indicando que estamos observando um estágio muito inicial na formação de jatos – já em algumas dezenas de milhares de anos. Isso significa que pode ser muito importante entender como as galáxias se extinguem.
O astrônomo Kaiki Inoue, da Universidade Kindai, no Japão, disse:
A MG J0414 + 0534 é um excelente exemplo por causa da pouca idade dos jatos.
Encontramos evidências reveladoras de interação significativa entre jatos e nuvens gasosas, mesmo na fase evolutiva inicial dos jatos. Acho que nossa descoberta abrirá o caminho para uma melhor compreensão do processo evolutivo das galáxias no início do Universo.
A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters.
(Fonte)
Colaboração: Maurício Lau
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