gov-civil-vilareal.ptUm olhar profundo sobre o buraco negro de uma galáxia próxima revela o ponto de lançamento de jatos intergalácticos
>O incrível Event Horizon Telescope fez isso de novo: levou extraordinariamente imagens de alta resolução da galáxia Centaurus A, revelando feixes gêmeos de material disparando do buraco negro supermassivo em seu coração a uma fração significativa da velocidade da luz.
O Telescópio Event Horizon são, na verdade, muitos telescópios diferentes ao redor do mundo que podem observar um objeto simultaneamente e, em seguida, ter seus dados combinados de uma forma que lhes dá o poder de resolução de um telescópio essencialmente o tamanho da Terra . Isso proporciona uma visão incrivelmente apurada, o equivalente a ser capaz de ver uma moeda de dez centavos pousada na superfície da lua. O telescópio já nos mostrou a sombra de um buraco negro supermassivo na galáxia M87, o campo magnético do material girando em torno dela e também um jato saindo de um blazar distante.
Centaurus A é uma galáxia elíptica a pouco mais de 12 milhões de anos-luz de distância. Isso é muito próximo de nós em uma escala galáctica. Também é o mais próximo galáxia ativa para nós, aquele em que o buraco negro supermassivo em seu centro devora ativamente a matéria e expele radiação.
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A matéria não cai simplesmente em um buraco negro e - bloop! - desaparecer. Ele se acumula em um disco ao redor do buraco negro, como água girando em torno de um ralo em uma banheira. Fricção nisso disco de acreção aquece o material até milhões de graus e ele brilha intensamente, emitindo luz desde ondas de rádio até raios gama. Isso torna o centro da galáxia muito luminoso, embora, no caso do Centaurus A, uma grossa faixa de poeira ao redor do meio da galáxia bloqueie grande parte dessa radiação.
Centaurus A (canto superior esquerdo) é uma galáxia elíptica com um buraco negro supermassivo em seu centro que está lançando feixes de matéria. Diferentes telescópios permitem que os astrônomos ampliem (parte superior e direita do meio) nas partes internas dos jatos, com a imagem do Telescópio do Horizonte de Eventos (parte inferior direita) mostrando detalhes nunca antes vistos. Crédito: Radboud University; CSIRO / ATNF / I.Feain et al., R.Morganti et al., N.Junkes et al.; ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al .; NASA / CXC / CfA / R. Kraft et al .; TANAMI / C. Mueller et al .; EHT / M. Janssen et al.
Em muitas dessas galáxias, um campo magnético fica envolvido no disco, criando dois vórtices como tornados cósmicos que podem arrastar material para cima e para longe do disco, acelerando-o a velocidades extremamente altas e lançando-o no espaço. Em Centaurus A esses feixes, chamados jatos pelos astrônomos, estão se movendo em velocidades até 40% da velocidade da luz. Eles são tão poderosos que deixam a galáxia inteiramente, estendendo-se por centenas de milhares de anos-luz.
A física de como esses feixes são focalizados e disparados não é bem compreendida, razão pela qual os astrônomos estão muito ansiosos para ver os centros dessas galáxias em grandes detalhes. E é isso que o Event Horizon Telescope oferece.
Os dois jatos podem ser vistos ... embora pareçam quatro jatos. Isso é uma espécie de miragem. Os feixes são, na verdade, cones e são iluminados nas bordas: quando olhamos para o meio de um jato, não estamos olhando tanto material quanto quando olhamos em direção à borda, então parece mais escuro. É como olhar para uma bolha de sabão e vê-la como um círculo fino ao redor da borda. Este é um efeito muito comum em objetos astronômicos ocos no centro.
Cascas esféricas finas de material no espaço podem se parecer com anéis, porque vemos mais material perto de suas bordas do que no centro, tornando a borda mais brilhante e o meio mais escuro. Crédito: Phil Plait
O jato da esquerda está apontado mais ou menos para nós e o da direita está apontado para longe. Aquele apontado para nós parece mais brilhante devido a um efeito chamado irradiação relativística . É complicado, mas quando algo está se movendo perto da velocidade da luz, a luz que ele emite tende a ser irradiada na direção em que está se movendo. O jato apontado para nós tem sua luz enviada mais em nossa direção, por isso parece mais brilhante, e o jato apontado para longe tem sua luz focada em uma direção longe de nós, por isso parece mais fraco.
A imagem do Event Horizon Telescope dos jatos em Centaurus A indica a posição do buraco negro supermassivo invisível (seta), o motor que aciona o fenômeno. Crédito: EHT / M. Janssen et al., Anotado por Phil Plait
O exame cuidadoso da geometria dos jatos indica a localização do buraco negro supermassivo central, de outra forma invisível, em Centaurus A, que é necessário para entender como ele lança os jatos. Uma conclusão que os astrônomos tiraram disso é que os jatos no Centaurus A se parecem muito com os vistos na enorme galáxia elíptica M87, o alvo anterior do telescópio.
Buracos negros de todos os tamanhos podem lançar jatos - desde uns algumas vezes a massa do Sol até gigantes com bilhões de massas solares - e algumas propriedades de jato escalam com a massa do buraco negro. O buraco negro em Centaurus A tem cerca de 55 milhões de vezes a massa do Sol, bem no meio dessa faixa, e os jatos parecem seguir a mesma regra. Essa é uma pista importante de como tudo isso funciona.
Centaurus A é uma galáxia elíptica com um amplo anel de poeira em torno de seu meio (possível devido a uma colisão recente com outra galáxia) e seu buraco negro central está lançando jatos de matéria que se estendem por centenas de milhares de anos-luz. O Event Horizon Telescope mostra a região central com detalhes sem precedentes. Crédito: Radboud University; ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al .; NASA / CXC / CfA / R. Kraft et al .; EHT / M. Janssen et al.
Essas imagens representam um grande salto em resolução, 16 vezes melhor do que qualquer outra tirada antes. Mas mesmo os de resolução mais alta ainda são possíveis, ampliando o buraco negro e possivelmente revelando sua sombra , como o Event Horizon Telescope fez com o M87. Isso ajudará os astrônomos a aprender muito mais, como o quão poderosos são os campos magnéticos perto do buraco negro, o que acontece bem na base do jato onde ele está sendo acelerado, quanto gás circunda o buraco negro (tanto no disco quanto apenas no volume em torno dele).
Ainda assim, essas imagens veem feições tão pequenas quanto 15 bilhões de km de diâmetro, menos do que o dobro do tamanho da órbita de Netuno! Veja bem, Centaurus A é 120 milhões de trilhões de quilômetros de nós , isso é incrível.
Notarei que todos esses dados foram obtidos em apenas cerca de 105 minutos de observação do centro da galáxia. É uma conquista surpreendente e mostra que ainda há muito mais por vir. Muitos astrônomos esperam que em breve obteremos observações do buraco negro supermassivo em nossa própria galáxia.
Isso é realmente difícil de fazer por vários motivos (por exemplo, o material se move rapidamente e o brilho muda em escalas de tempo curtas, tornando essas observações difíceis), mas cada vez que vejo novas imagens como essas, fico ainda mais ansioso para ver as nossas monstro local. Espero que em breve!
