Pela primeira vez, astrónomos conseguiram registar o instante em que um clarão de buraco negro supermassivo dá origem a um vento poderoso que é lançado para o espaço a velocidades relativísticas.
Clarão de buraco negro supermassivo e o surgimento do ultrafast outflow (UFO)
O fenómeno, conhecido como ultrafast outflow (UFO) - em português, “escoamento ultrarrápido” - foi observado a atingir 19% da velocidade da luz no vácuo, o que corresponde a cerca de 57.000 km/s. Embora não seja o escoamento ultrarrápido mais veloz já medido, esta é a primeira vez que se acompanha, em tempo real, o início e a evolução de um clarão num buraco negro supermassivo e do UFO que ele desencadeia.
“Até agora, não tínhamos acompanhado um buraco negro a produzir ventos tão rapidamente”, afirma o astrónomo Liyi Gu, da Organização Neerlandesa de Investigação Espacial (SRON). “Pela primeira vez, vimos como uma explosão intensa e rápida de raios X proveniente de um buraco negro dispara, quase de imediato, ventos ultrarrápidos - e como esses ventos se formam em apenas um dia.”
NGC 3783 e o buraco negro supermassivo ativo no seu centro
O cenário desta observação é a galáxia NGC 3783, uma espiral barrada impressionante localizada a cerca de 130 milhões de anos-luz. A sua orientação, praticamente “de frente” para a Terra, oferece uma vista privilegiada do buraco negro supermassivo ativo no núcleo galáctico.
Em termos de buracos negros supermassivos, este é relativamente moderado: tem aproximadamente 28 milhões de massas solares. Ainda assim, está a engolir matéria a um ritmo muito elevado, fazendo com que a região central da galáxia brilhe e oscile em intensidade, à medida que gás e poeira interagem num ambiente dominado por gravidade extrema.
O que terá provocado o clarão observado em raios X
Este clarão específico foi registado em raios X com dois observatórios: o XMM-Newton, da ESA, e o XRISM, missão liderada pela JAXA. A interpretação mais provável é que tenha ocorrido um processo em que um filamento de campo magnético nas proximidades do buraco negro se rompeu e voltou a ligar-se - o mesmo mecanismo físico que alimenta as erupções energéticas no Sol, só que numa escala muito maior.
O evento, detetado em julho de 2024, pode ser entendido como um equivalente, em buracos negros supermassivos, de uma erupção solar. Os investigadores observaram primeiro um aumento acentuado de raios X duros, seguido por um pico de raios X moles, um padrão compatível com um clarão desse tipo.
Em 12 horas, o vento “entra em cena” como uma ejeção de massa coronal
Depois do clarão, em cerca de 12 horas, surgiu um sinal coerente com um ultrafast outflow (UFO). A comparação com o Sol é direta: trata-se de algo análogo a uma ejeção de massa coronal, quando enormes quantidades de material - acopladas a campos magnéticos ejetados - são expelidas para o espaço de forma abrupta, como se fosse um “espirro” cósmico.
O registo é especialmente marcante por mostrar, mais uma vez, como o Universo pode apresentar comportamentos semelhantes em escalas radicalmente diferentes.
“Ao focarem um buraco negro supermassivo ativo, os dois telescópios encontraram algo que ainda não tínhamos visto: ventos rápidos, ultrarrápidos, disparados por um clarão e lembrando os que se formam no Sol”, diz o astrónomo da ESA, Erik Kuulkers. “O mais entusiasmante é que isto indica que a física solar e a física de altas energias podem funcionar de maneiras surpreendentemente familiares por todo o Universo.”
Porque este tipo de vento importa para a evolução das galáxias
Além do espetáculo físico, os ventos ultrarrápidos são peças-chave para entender a chamada retroalimentação (feedback) dos buracos negros: ao empurrarem gás para longe do núcleo, podem reduzir o combustível disponível para formar novas estrelas e também alterar a forma como a galáxia cresce ao longo do tempo. Captar o momento exato em que um clarão de buraco negro supermassivo inicia um UFO ajuda a ligar causa e efeito num processo que, em geral, é difícil de observar diretamente.
Este tipo de observação também serve como teste para modelos que descrevem como campos magnéticos e discos de acreção convertem energia gravitacional em radiação e em jatos/ventos. A capacidade de medir mudanças em poucas horas sugere que estamos a entrar numa fase em que será possível mapear a “meteorologia” dos núcleos galácticos ativos com muito mais precisão.
A pesquisa foi publicada na revista Astronomia e Astrofísica.
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