A centenas de milhões de anos-luz de distância, um buraco negro supermassivo fica no centro de um aglomerado de galáxias chamado Ophiuchus. Embora os buracos negros sejam famosos por sugar o material circundante, eles às vezes expelem o material em jatos. Este buraco negro é o local de uma explosão quase inimaginavelmente poderosa, criada quando uma enorme quantidade de material foi expelida.
“De certa forma, essa explosão é semelhante à forma como a erupção do Monte. St. Helens em 1980 arrancou do topo da montanha.
Simone Giantucci, Autor Principal.
O aglomerado de galáxias Ophiuchus está a cerca de 390 milhões de anos-luz de distância. No centro do aglomerado, há uma galáxia com um buraco negro supermassivo. Astrônomos usando dados do Observatório de Raios-X Chandra e da sonda XMM Newton da ESA viram a explosão do buraco negro. Eles também usaram observações de rádio da Murchison Widefield Array (MWA) na Austrália e do Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) na Índia.
A equipe por trás deste trabalho publicou seus resultados no The Astrophysical Journal. O artigo deles é intitulado "Descoberta de um fóssil de rádio gigante no aglomerado de galáxias Ophiuchus". A principal autora do artigo é Simona Giacintucci, do Naval Research Laboratory, em Washington, DC.
“De certa forma, essa explosão é semelhante à forma como a erupção do Monte. Helens, em 1980, arrancou do topo da montanha ”, disse o principal autor Giacintucci. "Uma diferença fundamental é que você pode colocar quinze galáxias da Via Láctea seguidas na cratera que esta erupção perfurou o gás quente do cluster".
O buraco criado pela explosão é chamado de rádio fóssil. Ele é esculpido no espaço pelos jatos ou vigas de material superaquecido que explodem no buraco negro e colidem com o material circundante. Esses jatos são o resultado do que os astrônomos chamam de núcleos galácticos ativos, ou AGN, que são emitidos por buracos negros que estão "se alimentando". Nesse caso, a área esculpida foi identificada pela primeira vez nas imagens Chandra da área como uma borda curva incomum. Isso foi relatado pela primeira vez em um artigo de 2016.
Os autores desse artigo se perguntaram se um buraco negro poderia produzir essa borda curvada, mas descartaram essa ideia, pensando que nenhum buraco negro poderia ser tão poderoso. Nesse artigo, eles disseram: "Concluímos que esse recurso provavelmente se deve à dinâmica dos gases associada a uma fusão".
Neste novo artigo, os autores chegaram a uma conclusão diferente. "Parece, portanto, um fóssil muito envelhecido da mais poderosa explosão de AGN vista em qualquer aglomerado de galáxias."
A quantidade de energia na explosão é impressionante. Ele liberou cinco vezes mais energia do que o recordista anterior e centenas de milhares de vezes mais do que os aglomerados típicos.
Uma cruz na versão rotulada mostra onde a galáxia central está localizada. O gás mais frio e denso está localizado a cerca de 6500 anos-luz de distância da galáxia central. Nesta imagem, isso corresponde a uma área menor que a cruz usada para localizar a galáxia central e a fonte da explosão. O interessante é que, se o gás se afastasse tão longe da fonte, o buraco negro da fonte seria privado de combustível para o seu crescimento. Isso, por sua vez, interrompeu os jatos.
De acordo com este novo artigo, foi exatamente o que aconteceu. "Atualmente, o AGN está sedento de acumular gás frio porque o pico de densidade do gás é deslocado pelo núcleo do sloshing", dizem os autores. “O sloshing em si poderia ter sido desencadeado por essa explosão extraordinária se tivesse ocorrido em um núcleo de gás assimétrico. Esse dinossauro pode ser um exemplo inicial de uma nova classe de fontes a serem descobertas por pesquisas de baixa frequência de aglomerados de galáxias. ”
Os astrônomos usam o termo “sloshing” para descrever o deslocamento do gás. É semelhante a um líquido que desliza em um recipiente. O sloshing geralmente é desencadeado pela fusão de dois aglomerados de galáxias, mas os astrônomos pensam que, neste caso, a explosão poderia ter causado isso.
Enquanto o artigo anterior de 2016 foi baseado exclusivamente em dados de raios X Chandra, o novo artigo usou dados de raios X do XMM Newton da ESA para identificar o recurso curvo incomum e corroborá-lo. Eles também usaram dados de rádio de dois observatórios para examinar melhor a região. Esses dados confirmaram que a borda curvada é de fato a borda de um gigantesco buraco fóssil de rádio. A chave para isso são as emissões de rádio fora do buraco, que foram aceleradas para velocidades quase relativísticas. Uma fusão não poderia fazer isso; apenas uma explosão maciça de material poderia.
"Os dados do rádio cabem dentro dos raios-X como uma mão em uma luva", disse o co-autor Maxim Markevitch, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. "Este é o argumento decisivo que nos diz que uma erupção de tamanho sem precedentes ocorreu aqui".
A erupção está no passado agora, e os astrônomos não conseguem ver nenhuma evidência de atividade AGN contínua no buraco negro. Isso corresponde aos dados que mostram o buraco negro dentro de uma vasta bolha criada por ele.
"Como costuma acontecer na astrofísica, realmente precisamos de observações com vários comprimentos de onda para realmente entender os processos físicos no trabalho", disse Melanie Johnston-Hollitt, coautora do Centro Internacional de Radioastronomia da Austrália. "Ter as informações combinadas de raios-X e radiotelescópios revelou essa fonte extraordinária, mas serão necessários mais dados para responder às muitas perguntas restantes que esse objeto coloca".
Mais:
- Press Release: Explosão recorde por buraco negro é detectada
- Revista Space: O que são núcleos galácticos ativos?
- Trabalho de Pesquisa: Descoberta de um rádio fóssil gigante no aglomerado de galáxias Ophiuchus
