Uma equipe de astrônomos anunciou recentemente a descoberta de um imenso buraco negro emitindo jatos de plasma e radiação por 23 milhões de anos-luz no espaço além de sua galáxia de origem. Disparados em direções opostas, os dois jatos representam o maior raio já observado no céu profundo, o equivalente à largura de 140 vias lácteas.
Um dos fenômenos mais energéticos do Universo, os jatos de buracos negros são fluxos de matéria e energia incrivelmente poderosos emitidos por alguns desses corpos celestes supermassivos, geralmente localizados no centro de galáxias ativas.
Compostos principalmente de plasma (gás no qual os átomos perderam ou ganharam elétrons), esses jatos podem se estender por distâncias de milhões de anos-luz no espaço. Eles emitem radiação em várias frequências, especialmente na faixa de rádio.
Em artigo relatado na revista Nature, os pesquisadores explicam como usaram a rede europeia de antenas de rádio conhecida como Lofar (sigla em inglês de Matriz de Baixa Frequência) para observar a colossal estrutura de rádio.
Os astrônomos batizaram o buraco negro de Porfírio, nome de um dos mais poderosos gigantes da mitologia grega.
Estudando jatos de buracos negros
Em um comunicado de imprensa, o primeiro autor do artigo, Martijn Oei, pós-doutorando do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), explica que sua equipe começou a usar o Lofar em 2018.
No início, o objetivo não era estudar jatos de buracos negros, mas a chamada teia cósmica, a estrutura de larga escala do universo, feita de imensos filamentos tênues de matéria que interligam galáxias diferentes.
À medida que analisavam as imagens de rádio, os autores se surpreenderam com a presença de diversos sistemas de jatos com tamanhos espantosamente longos.
“Não tínhamos ideia de que havia tantos”, afirma Oei.
Para sistematizar a busca por mais jatos ocultos, eles usaram aprendizado de máquina para escanear imagens, além de contar com a ajuda de um time de cientistas cidadãos ao redor do mundo.
Para chegar até à galáxia hospedeira de Porfírio, a equipe usou o Grande Telescópio Metrewave de Rádio (GMRT) na Índia, e o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) nos Estados Unidos.
Eles descobriram que a megaestrutura do Porfírio data de uma época em que o Universo tinha 6,3 bilhões de anos, ou seja, menos da metade do que tem hoje (13,8 bilhões de anos).
Esses poderosos fluxos de matéria e energia (chamados de jatos relativísticos, pois viajam em velocidades próximas à da luz) são lançados de maneira violenta acima e abaixo do buraco negro supermassivo no centro da galáxia.
“Ao bombear elétrons, núcleos atômicos e campos magnéticos para o meio intergaláctico, esses fluxos energéticos afetam a distribuição de matéria e magnetismo na teia cósmica”, afirma o estudo.
Descobertas e mistérios sobre o Porfírio
Utilizando também a instalação WM Keck, dois observatórios gêmeos no topo do vulcão Mauna Kea, no Havaí, a equipe fez uma constatação surpreendente: o Porfírio vem de um buraco negro ativo em modo radiativo.
Isso significa que, teoricamente, ele deveria estar emitindo principalmente energia na forma de radiação eletromagnética, e não jatos.
“Até agora, esses sistemas de jatos gigantes pareciam ser um fenômeno do universo recente”, explica Oei.
Mas, como Porfírio está no universo distante, onde há uma profusão de buracos negros de modo radiativo, a descoberta sugere que possam existir outros jatos colossais para serem encontrados.
E, aí, surge uma questão, ainda sem resposta: como esses jatos podem se estender tão além de suas galáxias hospedeiras sem desestabilizar sua estrutura?
Em próximas pesquisas, Oei pretende entender melhor de que forma estruturas como o Porfírio estão influenciando seus arredores.
Além do espalhamento de raios cósmicos, calor e átomos pesados, interessa, de forma especial, o magnetismo.
“O magnetismo em nosso planeta permite que a vida prospere, então queremos entender como ele surgiu”, afirma.
Sabe-se que o magnetismo permeia a teia cósmica, onde segue uma hierarquia: dos filamentos de matéria escura e gás às galáxias, depois às estrelas e finalmente aos planetas.
Isso significa que há uma conexão ou até mesmo um sistema de transferência de magnetismo entre essas instâncias cósmicas.
A questão que vai orientar a próxima pesquisa é: “Onde ele começa? Esses jatos gigantes espalham magnetismo pelo cosmos?“, pergunta Oei.
