Uma equipe internacional ancorada pela Colaboração Event Horizon Telescope (EHT), que é conhecida por capturar a primeira imagem de um buraco negro na galáxia Messier 87, agora fotografou o coração da rádio galáxia mais próxima, Centaurus A, em detalhes sem precedentes. Os astrônomos identificam a localização do buraco negro supermassivo central e revelam como um jato gigantesco está nascendo. O mais notável é que apenas as bordas externas dos jatos parecem emitir radiação, o que desafia nossos modelos teóricos de jatos. Este trabalho, liderado por Michael Janssen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn e da Radboud University Nijmegen, foi publicado na Nature Astronomy em 19 de julho.
Em comprimentos de onda de rádio, Centaurus A emerge como um dos maiores e mais brilhantes objetos no céu noturno. Depois de ter sido identificado como uma das primeiras fontes de rádio extragalácticas conhecidas em 1949, o Centaurus A foi estudado extensivamente em todo o espectro eletromagnético por uma variedade de observatórios de rádio, infravermelho, ópticos, raios X e raios gama. No centro de Centaurus A encontra-se um buraco negro com a massa de 55 milhões de sóis, que está bem entre as massas do buraco negro Messier 87 (seis bilhões e meio de sóis) e Sgr A * no centro de nossa própria galáxia ( cerca de quatro milhões de sóis).
Em um novo artigo na Nature Astronomy, os dados das observações do EHT de 2017 foram analisados para a imagem do Centaurus A em detalhes sem precedentes. “Isso nos permite pela primeira vez ver e estudar um jato de rádio extragaláctico em escalas menores do que a distância que a luz viaja em um dia. Vemos de perto e pessoalmente como um jato monstruosamente gigantesco lançado por um buraco negro supermassivo está nascendo.” diz o astrônomo Michael Janssen.
Comparado com todas as observações anteriores de alta resolução, o jato lançado no Centaurus A é fotografado em uma frequência dez vezes maior e resolução 16 vezes mais nítida. Com o poder de resolução do EHT, os astrônomos podem agora vincular 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 em uma região de apenas a largura de uma maçã na lua quando projetada no céu. Isso é um fator de ampliação de um bilhão.
Compreendendo os jatos
Buracos negros supermassivos que residem no centro de galáxias como o Centaurus A estão se alimentando de gás e poeira que são atraídos por sua enorme força gravitacional. Este processo libera grandes quantidades de energia e diz-se que a galáxia se torna “ativa”. A maior parte da matéria situada perto da borda do buraco negro cai. No entanto, algumas das partículas ao redor escapam momentos antes da captura e são lançadas para longe no espaço: Jatos – uma das características mais misteriosas e energéticas das galáxias – nascem.
Os astrônomos têm contado com diferentes modelos de como a matéria se comporta perto do buraco negro para entender melhor esse processo. Mas eles ainda não sabem exatamente como os jatos são lançados de sua região central e como eles podem se estender por escalas maiores do que suas galáxias hospedeiras sem se dispersar. O EHT visa resolver esse mistério.
A nova imagem mostra que o jato lançado pela Centaurus A é mais brilhante nas bordas do que no centro. Este fenômeno é conhecido por outros jatos, mas nunca foi visto de forma tão pronunciada antes. “Achamos difícil explicar com os mesmos modelos que usamos para M87. Algo diferente deve estar acontecendo, como campos magnéticos helicoidais, que nos dão novas pistas sobre como eles podem ‘espremer’ os jatos”, diz Sera Markoff, vice-presidente , EHT Science Council e professor de astrofísica teórica de alta energia na Universidade de Amsterdã.
Observações futuras
Com as novas observações EHT do jato Centaurus A, a localização provável do buraco negro foi identificada no ponto de lançamento dos jatos. Com base nesta localização, os pesquisadores prevêem que observações futuras em um comprimento de onda ainda menor e resolução mais alta seriam capazes de fotografar o buraco negro central de Centaurus A. Isso exigirá o uso de observatórios de satélite baseados no espaço.
“Esses dados são da mesma campanha de observação que entregou a famosa imagem do buraco negro no M87. Os novos resultados mostram que o EHT fornece um tesouro de dados sobre a rica variedade de buracos negros e que ainda há mais por vir”. diz Heino Falcke, membro do conselho EHT e professor de Astrofísica na Radboud University.
Informação de fundo
Para observar a galáxia Centaurus A com esta resolução nítida sem precedentes em um comprimento de onda de 1,3 mm, a colaboração EHT usou interferometria de linha de base muito longa (VLBI), a mesma técnica com a qual a famosa imagem do buraco negro em M87 foi feita. Uma aliança de oito telescópios ao redor do mundo se juntou para criar o Telescópio Horizonte de Eventos do tamanho da Terra virtual. A colaboração do EHT envolve mais de 300 pesquisadores da África, Ásia, Europa, América do Norte e América do Sul.
TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) é um programa de comprimento de onda múltiplo para monitorar jatos relativísticos em núcleos galácticos ativos do céu meridional. Este programa tem monitorado Centaurus A com VLBI em comprimentos de onda centimétricos desde meados de 2000. O conjunto TANAMI consiste em nove radiotelescópios localizados em quatro continentes, observando comprimentos de onda de 4 cm e 1,3 cm.
Publicado em 22/07/2021 11h38
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