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Pela primeira vez, astrônomos conseguiram observar o jato expelido durante a "refeição" de buraco negro no centro de galáxia a 150 milhões de anos-luz

Astrônomos observaram a formação e expansão de um “jato” de matéria ejetado por uma estrela logo depois de ser “devorada” por um buraco negro supermassivo
Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI
Astrônomos observaram a formação e expansão de um “jato” de matéria ejetado por uma estrela logo depois de ser “devorada” por um buraco negro supermassivo

Astrônomos conseguiram captar a imagem da formação e expansão de um “jato” de matéria ejetado por uma estrela logo depois de ser “devorada” por um buraco negro supermassivo, segundo divulgou o Observatório Nacional de Radioastronomia nessa quinta-feira (14). Em outras palavras, essa é a primeira vez na história que cientistas flagraram o final do que pode ser o banquete mais grandioso e violento do universo.

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“Havíamos visto estrelas sendo devoradas anteriormente, mas essa é a primeira vez que observamos, vamos dizer assim, o ‘arroto’ do buraco negro supermassivo depois do banquete”, explica o doutor e professor de Astrofísica da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Thiago Signorini Gonçalves.

Os cientistas acompanharam esse evento – chamado ruptura de marés – no centro de um par de galáxias em colisão chamado “ Arp 299 ”, que fica a uma distância de quase 150 milhões de anos-luz da Terra.  Para se ter ideia, o buraco negro observado é tão gigante que tem cerca de 20 milhões de vezes mais massa que o Sol e conseguiu “despedaçar” uma estrela mais de duas vezes maior que o Sol.

Evento difícil de flagrar

E por que até hoje o “arroto” de um buraco negro após a “refeição” não havia sido observado pelos cientistas? Bom, a dificuldade acontece porque o centro das galáxias é cheio de gás e poeira e, por isso, a luz visível ou os raios-x são muito absorvidos. Dessa vez, astrônomos usaram telescópios de rádio e infravermelho, incluindo o Very Long Baseline Array (VLBA) da National Science Foundation, que revelou detalhes do evento.

“O centro das galáxias é cheio de gás e poeira. A luz visível ou os raios-X são muito absorvidos por essa poeira, então é muito difícil observar o que está acontecendo lá dentro. As ondas de rádio, por outro lado, conseguem atravessar isso e chegar até a Terra. Imagino que agora tentarão observar esse tipo de evento novamente usando outros radiotelescópios”, elucida o astrofísico.  

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Por causa da dificuldade explicada pelo professor da UFRJ, apenas um pequeno número dessas mortes estelares ou de ruptura das marés, ou TDEs (na sigla em inglês), foi detectado até hoje, embora os cientistas acreditem que esses eventos possam ser mais comuns que o observado.

Astrônomos observaram buraco negro supermassivo durante anos

Fazer uma descoberta assim leva tempo – e exige muita paciência. Segundo a divulgação do Observatório Nacional de Radioastronomia, a primeira indicação do evento veio em 30 de janeiro de 2005, quando astrônomos usavam o telescópio William Herschel, nas Ilhas Canárias, e descobriram uma explosão brilhante de emissão infravermelha vinda do núcleo de uma das galáxias no Arp 299. Em 17 de julho de 2005, foi revelada uma nova e distinta fonte de emissão de rádio no mesmo local.

Segundo Observatório Nacional de Radioastronomia, a primeira indicação do evento veio em 30 de janeiro de 2005
Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Segundo Observatório Nacional de Radioastronomia, a primeira indicação do evento veio em 30 de janeiro de 2005

“Com o passar do tempo, o novo objeto permaneceu brilhante em comprimentos de onda de infravermelho e rádio, mas não em luz visível e raios-X”, disse Seppo Mattila, da Universidade de Turku, na Finlândia. “A explicação mais provável é que o gás interestelar e a poeira perto do centro da galáxia absorveram os raios-X e a luz visível, e então a irradiaram como infravermelho”, explicou.

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Assim, os pesquisadores usaram o Telescópio Óptico Nórdico nas Ilhas Canárias e o telescópio espacial Spitzer, da Nasa, para acompanhar a emissão de infravermelho do objeto. E as observações com os radiotelescópios, realizadas durante quase uma década, mostraram a fonte de emissão de rádio se expandindo exatamente da maneira esperada para um jato. Além disso, a expansão indicou que esse jato se movia a uma média de um quarto da velocidade da luz. Felizmente, as ondas de rádio não são absorvidas no núcleo da galáxia e, portanto, encontram seu caminho para alcançar a Terra.

Para tudo isso ser analisado, cientistas utilizaram múltiplas antenas de telescópios, separadas por milhares de quilômetros, obtendo resolução suficiente para ver detalhes – necessários para detectar a expansão de um objeto tão distante da gente.

E a coleta de dados durante todos esses anos recompensou, pois finalmente foi encontrada a evidência do jato poderoso.

Vale lembrar que a maioria das galáxias tem, em seus centros, buracos negros supermassivos, que têm milhões e até bilhões de vezes a massa do Sol. E no buraco negro, a massa é tão concentrada que a atração gravitacional não permite nem que a luz escape. Por isso, quando esses buracos negros supermassivos estão ativamente atraindo matéria, esses corpos formam um disco giratório ao redor dele e jatos de partícula supervelozes são lançados. Este é o fenômeno visto em galáxias de rádio e quasares.

“Na maior parte do tempo, um  buraco negro supermassivo  não está, ativamente, devorando nada, então fica em um estado silencioso”, explicou Perez-Torres. “Eventos de ruptura das marés podem nos proporcionar uma oportunidade única para avançar nossa compreensão da formação e evolução de jatos nas vizinhanças desses poderosos objetos”, finaliza Miguel Pérez-Torres, do Instituto Astrofísico da Andaluzia, na Espanha, um dos cientistas envolvidos no estudo.

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