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Uma equipa internacional apoiada pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope), conhecida por capturar a primeira imagem de um buraco negro na galáxia M87, fotografou agora o coração da vizinha radiogaláxia Centauro A em detalhes sem precedentes. Os astrónomos identificam a localização do buraco negro supermassivo central e revelam como um jato gigantesco está a nascer. O mais notável é que apenas as bordas externas do jato parecem emitir radiação, o que desafia os modelos teóricos dos jatos. Este trabalho, liderado por Michael Jansen do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona e da Universidade Radboud Nijmegen, foi publicado dia 19 de julho na revista Nature Astronomy.
Crédito: Universidade Radboud Nijmegen; 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. Müller et al.; EHT/M. Janßen et al.
No rádio, Centauro A emerge como um dos maiores e mais brilhantes objetos no céu noturno. Depois de ter sido identificada como uma das primeiras fontes extragaláticas de rádio conhecidas em 1949, Centauro A tem sido estudada extensivamente em todo o espectro eletromagnético por uma variedade de observatórios no rádio, no infravermelho, no visível, em raios-X e em raios-gama. No centro de Centauro A encontra-se um buraco negro com 55 milhões de vezes a massa do Sol, que fica entre as escalas de massa do buraco negro de M87 (6,5 mil milhões de massas solares) e do buraco negro no centro da nossa própria Galáxia (cerca de 4 milhões de sóis).
No novo artigo científico, foram analisados dados das observações de 2017 pelo EHT para construir uma imagem de Centauro A em detalhes sem precedentes. “Isto permite-nos, pela primeira vez, ver e estudar um jato extragalático de rádio a escalas menores do que a distância que a luz percorre num dia. Vemos, intimamente, o nascimento de um jato monstruosamente gigante lançado por um buraco negro supermassivo”, diz o astrónomo Michael Janssen.
Comparado com todas as observações anteriores de alta resolução, o jato de Centauro A é fotografado com uma frequência dez vezes mais alta e com uma resolução dezasseis vezes mais nítida. Com o poder de resolução do EHT, podemos agora ligar as vastas escalas da fonte, que são tão grandes quanto 16 vezes o diâmetro angular da Lua no céu, à sua origem perto do buraco negro numa região com apenas a largura de uma maçã situada na Lua quando projetada no céu. Isto é um fator de ampliação de mil milhões.
Compreendendo os jatos
Os buracos negros supermassivos que residem no centro de galáxias como Centauro A alimentam-se de gás e poeira que são atraídos pela sua enorme força gravitacional. Este processo liberta grandes quantidades de energia e diz-se que a galáxia se torna “ativa”. A maior parte da matéria perto da orla do buraco negro cai para o interior. No entanto, algumas das partículas circundantes escapam momentos antes da captura e são lançadas para o espaço: nascem assim os jatos – uma das características mais misteriosas e energéticas das galáxias.
Os astrónomos têm contado com diferentes modelos de como a matéria se comporta perto do buraco negro para melhor entender este processo. Mas ainda não sabem exatamente como os jatos são lançados da sua região central e como podem estender-se por escalas maiores do que as suas galáxias hospedeiras sem se dispersar. O EHT visa resolver este mistério.
A nova imagem mostra que o jato lançado por Centauro A é mais brilhante nas extremidades do que no centro. Este fenómeno é conhecido noutros jatos, mas nunca tinha sido visto antes de forma tão pronunciada. “Agora podemos descartar modelos teóricos de jatos que não conseguem reproduzir este brilho nas orlas. É uma característica marcante que nos ajudará a entender melhor os jatos produzidos por buracos negros,” diz Matthias Kadler, líder do TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) e professor de astrofísica na Universidade de Wurtzburgo, na Alemanha.
Observações futuras
Com as novas observações EHT do jato de Centauro A, foi identificada a provável posição do buraco negro. Com base nesta localização, os investigadores preveem que observações futuras num comprimento de onda ainda menor e resolução mais alta sejam capazes de fotografar o buraco negro central de Centauro A. Isto exigirá a utilização de observatórios espaciais.
“Estes dados são da mesma campanha de observação que forneceu a famosa imagem do buraco negro de M87. Os novos resultados mostram que o EHT fornece um tesouro de dados sobre a rica variedade de buracos negros e ainda há mais por vir,” diz Heino Falcke, membro do EHT e professor de astrofísica na Universidade Radboud.
// Colaboração EHT (comunicado de imprensa)
// Instituto Max Planck para Radioastronomia (comunicado de imprensa)
// Universidade Radboud (comunicado de imprensa)
// Universidade do Arizona (comunicado de imprensa)
// Universidade de Chicago (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
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