{"id":7319,"date":"2024-09-24T06:18:47","date_gmt":"2024-09-24T05:18:47","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7319"},"modified":"2024-09-24T06:18:48","modified_gmt":"2024-09-24T05:18:48","slug":"os-maiores-jatos-de-um-buraco-negro-alguma-vez-vistos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/09\/24\/os-maiores-jatos-de-um-buraco-negro-alguma-vez-vistos\/","title":{"rendered":"Os maiores jatos de um buraco negro alguma vez vistos"},"content":{"rendered":"
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Ilustra\u00e7\u00e3o do mais longo sistema de jatos de um buraco negro alguma vez observado. Apelidados de Porf\u00edrio, em homenagem a um gigante da mitologia grega, estes jatos estendem-se por cerca de 7 megaparsecs, ou 23 milh\u00f5es de anos-luz. Isto equivale a alinhar 140 Vias L\u00e1cteas, uma atr\u00e1s da outra. Porf\u00edrio remonta a uma \u00e9poca em que o nosso Universo tinha menos de metade da sua idade atual. Durante esta \u00e9poca remota, os filamentos finos que ligam e alimentam as gal\u00e1xias, conhecidos como a teia c\u00f3smica, estavam mais pr\u00f3ximos uns dos outros do que est\u00e3o atualmente. Consequentemente, este colossal par de jatos estendia-se por uma por\u00e7\u00e3o maior da teia c\u00f3smica, em compara\u00e7\u00e3o com jatos semelhantes no nosso Universo pr\u00f3ximo. A descoberta de Porf\u00edrio implica que os jatos no Universo primitivo podem ter influenciado a forma\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias em maior grau do que se pensava anteriormente.\nCr\u00e9dito: E. Wernquist\/D. Nelson (Colabora\u00e7\u00e3o IllustrisTNG)\/M. Oei<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os astr\u00f3nomos descobriram o maior par de jatos de um buraco negro alguma vez vistos, com um comprimento total de 23 milh\u00f5es de anos-luz. Isto equivale a alinhar 140 Vias L\u00e1cteas, uma atr\u00e1s da outra.<\/p>\n\n\n\n

“Este par n\u00e3o \u00e9 apenas do tamanho de um sistema solar ou de uma Via L\u00e1ctea; estamos a falar de 140 di\u00e2metros da Via L\u00e1ctea no total”, diz Martijn Oei, um acad\u00e9mico p\u00f3s-doutorado do Caltech e autor principal de um novo artigo cient\u00edfico publicado na revista Nature que relata as descobertas. “A Via L\u00e1ctea seria um pequeno ponto nestas duas erup\u00e7\u00f5es gigantes”.<\/p>\n\n\n\n

A megaestrutura dos jatos, apelidada de Porf\u00edrio em homenagem a um gigante da mitologia grega, data de uma \u00e9poca em que o nosso Universo tinha 6,3 mil milh\u00f5es de anos, ou seja, menos de metade da sua idade atual de 13,8 mil milh\u00f5es de anos. Estes fluxos ferozes – com uma pot\u00eancia total equivalente a bili\u00f5es de s\u00f3is – s\u00e3o disparados para cima e para baixo de um buraco negro supermassivo no cora\u00e7\u00e3o de uma gal\u00e1xia remota.<\/p>\n\n\n\n

Antes da descoberta de Porf\u00edrio, o maior sistema de jatos confirmado era Alcioneu, tamb\u00e9m com o nome de um gigante da mitologia grega. Alcioneu, que foi descoberto em 2022 pela mesma equipa que encontrou Porf\u00edrio, abrange o equivalente a cerca de 100 Vias L\u00e1cteas. Para compara\u00e7\u00e3o, o conhecido sistema de jatos Centaurus A, o mais pr\u00f3ximo da Terra, estende-se por 10 Vias L\u00e1cteas.<\/p>\n\n\n\n

Esta descoberta mais recente sugere que os sistemas de jatos gigantes podem ter tido uma influ\u00eancia maior na forma\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias no Universo jovem do que se pensava. Porf\u00edrio existiu durante uma \u00e9poca inicial em que os filamentos finos que ligam e alimentam as gal\u00e1xias, conhecidos como a teia c\u00f3smica, estavam mais pr\u00f3ximos uns dos outros do que est\u00e3o agora. Isto significa que enormes jatos como Porf\u00edrio se estendiam por uma maior por\u00e7\u00e3o da teia c\u00f3smica, em compara\u00e7\u00e3o com os jatos no Universo local.<\/p>\n\n\n\n

“Os astr\u00f3nomos pensam que as gal\u00e1xias e os seus buracos negros centrais coevoluem, e um aspeto chave disto \u00e9 que os jatos podem espalhar enormes quantidades de energia que afetam o crescimento das suas gal\u00e1xias hospedeiras e de outras gal\u00e1xias pr\u00f3ximas”, diz o coautor George Djorgovski, professor de astronomia e ci\u00eancia de dados no Caltech. “Esta descoberta mostra que os seus efeitos podem estender-se muito mais longe do que pens\u00e1vamos”.<\/p>\n\n\n\n

Revelando uma vasta popula\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O sistema de jatos Porf\u00edrio \u00e9 o maior encontrado at\u00e9 agora durante um levantamento do c\u00e9u que revelou um n\u00famero chocante de megaestruturas t\u00e9nues: mais de 10.000. Esta enorme popula\u00e7\u00e3o de jatos gigantescos foi encontrada utilizando o radiotelesc\u00f3pio europeu LOFAR (LOw Frequency ARray).<\/p>\n\n\n\n

Embora se conhecessem centenas de grandes sistemas de jatos antes das observa\u00e7\u00f5es do LOFAR, pensava-se que eram raros e, em m\u00e9dia, de menor dimens\u00e3o do que os milhares de sistemas descobertos pelo radiotelesc\u00f3pio.<\/p>\n\n\n\n

“Os jatos gigantes eram conhecidos antes de iniciarmos a campanha, mas n\u00e3o faz\u00edamos ideia de que seriam tantos”, diz Martin Hardcastle, segundo autor do estudo e professor de astrof\u00edsica na Universidade de Hertfordshire, Inglaterra. “Normalmente, quando obtemos uma nova capacidade de observa\u00e7\u00e3o, como a combina\u00e7\u00e3o de um amplo campo de vis\u00e3o e de uma sensibilidade muito elevada a estruturas estendidas com o LOFAR, encontramos algo novo, mas foi ainda assim muito emocionante ver tantos destes objetos a emergir”.<\/p>\n\n\n\n

Em 2018, Oei e os seus colegas come\u00e7aram a usar o LOFAR para estudar n\u00e3o os jatos dos buracos negros, mas a teia c\u00f3smica de filamentos finos que atravessa o espa\u00e7o entre as gal\u00e1xias. \u00c0 medida que a equipa inspecionava as imagens de r\u00e1dio em busca dos filamentos t\u00e9nues, come\u00e7aram a reparar em v\u00e1rios sistemas de jatos surpreendentemente longos.<\/p>\n\n\n\n

“Quando encontr\u00e1mos pela primeira vez os jatos gigantes, fic\u00e1mos bastante surpreendidos”, diz Oei, que tamb\u00e9m est\u00e1 ligado ao Observat\u00f3rio de Leiden, nos Pa\u00edses Baixos. “N\u00e3o faz\u00edamos ideia de que eram assim tantos”.<\/p>\n\n\n\n

Para procurar sistematicamente mais jatos ocultos, a equipa inspecionou as imagens de r\u00e1dio a olho nu, utilizou ferramentas de aprendizagem de m\u00e1quina para analisar as imagens em busca de sinais dos jatos \u00e0 “espreita” e recorreu \u00e0 ajuda de cientistas cidad\u00e3os de todo o mundo para melhor analisar as imagens. Foi aceite para publica\u00e7\u00e3o na revista Astronomy & Astrophysics um artigo cient\u00edfico que descreve o mais recente lote de jatos gigantes, contendo mais de 8000 pares de jatos.<\/p>\n\n\n

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Esta imagem, obtida pelo radiotelesc\u00f3pio europeu LOFAR (LOw Frequency ARray), mostra o mais longo par de jatos de um buraco negro conhecidos. Apelidado de Porf\u00edrio, em homenagem a um gigante da mitologia grega, pelo codescobridor Aivin Gast, da Universidade de Oxford, o sistema de jatos estende-se por 23 milh\u00f5es de anos-luz, o equivalente a 140 Vias L\u00e1cteas alinhadas uma atr\u00e1s da outra. A gal\u00e1xia que alberga o buraco negro supermassivo, que est\u00e1 a 7,5 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia, \u00e9 um ponto no centro da imagem. A maior estrutura semelhante a uma bolha, perto do centro, \u00e9 um sistema de jatos mais pequeno e separado. O tamanho relativo da nossa Gal\u00e1xia est\u00e1 indicado no canto inferior direito.
Cr\u00e9dito: Colabora\u00e7\u00e3o LOFAR\/Martijn Oei (Caltech)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

\u00c0 espreita no passado<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Para encontrar a gal\u00e1xia que deu origem a Porf\u00edrio, a equipa utilizou o GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope), na \u00cdndia, juntamente com dados auxiliares de um projeto chamado DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), que opera a partir do Observat\u00f3rio Nacional de Kitt Peak, no estado norte-americano do Arizona. As observa\u00e7\u00f5es permitiram identificar o local de origem dos jatos, uma gal\u00e1xia robusta, cerca de 10 vezes mais massiva do que a nossa Via L\u00e1ctea.<\/p>\n\n\n\n

A equipa utilizou ent\u00e3o o Observat\u00f3rio W. M. Keck, no Hawaii, para mostrar que Porf\u00edrio est\u00e1 a 7,5 mil milh\u00f5es de anos-luz da Terra. “At\u00e9 agora, estes sistemas de jatos gigantes pareciam ser um fen\u00f3meno do Universo recente”, diz Oei. “Se jatos distantes como estes podem atingir a escala da teia c\u00f3smica, ent\u00e3o todos os lugares do Universo podem ter sido afetados pela atividade de buracos negros em algum momento do tempo c\u00f3smico”, diz Oei.<\/p>\n\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es do Keck revelaram tamb\u00e9m que Porf\u00edrio emergiu daquilo a que se chama um buraco negro ativo em modo radiativo, por oposi\u00e7\u00e3o a um que est\u00e1 em modo de jato. Quando os buracos negros supermassivos se tornam ativos – por outras palavras, quando as suas imensas for\u00e7as da gravidade puxam e aquecem o material circundante – pensa-se que emitem energia sob a forma de radia\u00e7\u00e3o ou de jatos. Os buracos negros em modo radiativo eram mais comuns no Universo jovem, ou distante, enquanto os em modo jato s\u00e3o mais comuns no Universo atual.<\/p>\n\n\n\n

O facto de Porf\u00edrio ter vindo de um buraco negro em modo radiativo foi uma surpresa porque os astr\u00f3nomos n\u00e3o sabiam que este modo podia produzir jatos t\u00e3o grandes e poderosos. Al\u00e9m disso, como Porf\u00edrio se encontra no Universo distante, onde abundam os buracos negros em modo radiativo, a descoberta implica que podem haver muitos mais colossais jatos por descobrir.<\/p>\n\n\n\n

“Podemos estar a olhar para a ponta do icebergue”, diz Oei. “O nosso levantamento com o LOFAR cobriu apenas 15 por cento do c\u00e9u. E a maior parte destes jatos gigantes s\u00e3o provavelmente dif\u00edceis de detetar, por isso acreditamos que h\u00e1 muitos mais destes colossos por a\u00ed”.<\/p>\n\n\n\n

Mist\u00e9rios por resolver<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ainda n\u00e3o se sabe como \u00e9 que os jatos se podem estender t\u00e3o longe das gal\u00e1xias que os acolhem sem se desestabilizarem. “O trabalho de Martijn mostrou-nos que n\u00e3o h\u00e1 nada de particularmente especial nos ambientes destas fontes gigantes que fa\u00e7a com que atinjam tamanhos t\u00e3o grandes”, diz Hardcastle, que \u00e9 especialista em f\u00edsica de jatos de buracos negros. “A minha interpreta\u00e7\u00e3o \u00e9 que precisamos de um evento de acre\u00e7\u00e3o invulgarmente duradouro e est\u00e1vel em torno do buraco negro supermassivo central para permitir que este esteja ativo durante tanto tempo – cerca de mil milh\u00f5es de anos – e para assegurar que os jatos continuam a apontar na mesma dire\u00e7\u00e3o durante todo esse tempo. O que estamos a aprender com o grande n\u00famero de gigantes \u00e9 que isto deve ser uma ocorr\u00eancia relativamente comum”.<\/p>\n\n\n\n

Como pr\u00f3ximo passo, Oei quer compreender melhor como \u00e9 que estas megaestruturas influenciam os seus arredores. Os jatos espalham raios c\u00f3smicos, calor, \u00e1tomos pesados e campos magn\u00e9ticos pelo espa\u00e7o entre gal\u00e1xias. Oei est\u00e1 especificamente interessado em descobrir at\u00e9 que ponto os jatos gigantes espalham magnetismo. “O magnetismo no nosso planeta permite que a vida prospere, por isso queremos perceber como \u00e9 que ele surgiu”, diz. “Sabemos que o magnetismo permeia a teia c\u00f3smica, depois entra nas gal\u00e1xias e nas estrelas e, por fim, nos planetas, mas a quest\u00e3o \u00e9: onde \u00e9 que come\u00e7a? Ter\u00e3o estes jatos gigantes espalhado o magnetismo pelo cosmos?”<\/p>\n\n\n\n

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