Misteriosas ‘Bolhas de Fermi’ podem ser resultado de indigestão de buracos negros há 6 milhões de anos

As gigantescas Bolhas Fermi são visíveis apenas na luz de raios gama. De onde eles vieram?

Um espasmo (ou arroto) do buraco negro central preencheu o centro da Via Láctea de misteriosas estruturas invisíveis, sugere um novo estudo.

O centro da Via Láctea é um quebra-cabeça de bolhas invisíveis e interconectadas. Existem tentativas de energia visíveis apenas em comprimentos de onda de rádio, cicatrizes em forma de ampulheta de raios-X e – elevando-se sobre tudo isso – as misteriosas bolhas Fermi.

Essas esferas gêmeas de gás, poeira e raios cósmicos emergem do centro galáctico como duas asas de uma mariposa enorme, uma de cada lado do buraco negro central da galáxia. De ponta a ponta, as bolhas se estendem por cerca de 50.000 anos-luz de diâmetro (cerca de metade do diâmetro da própria Via Láctea), mas são visíveis apenas na luz de raios gama de alta energia.

De onde eles vieram? Ninguém realmente sabe. Mas um estudo publicado em 14 de maio no The Astrophysical Journal argumenta que as Bolhas, juntamente com as misteriosas estruturas de raios-X e rádio que cercam o centro galáctico, estão todas ligadas à mesma série de “espasmos” de buracos negros que começaram há cerca de 6 milhões de anos.

Usando várias simulações em computador, os pesquisadores mostraram que tanto as bolhas de Fermi quanto as estruturas de raios-X próximas poderiam ter sido formadas de uma só vez por uma onda de choque massiva que explodiu no buraco negro central da galáxia, também conhecido como Sagitário A * (ou Sgr A *). Essa onda de choque pode ter começado quando o buraco negro repentinamente soltou dois jatos enormes de matéria ionizada, voando em direções opostas para longe do centro galáctico, próximo à velocidade da luz. (Os astrônomos já observaram jatos como este explodindo galáxias com grandes buracos negros antes, embora ainda não tenham certeza do por que isso acontece.)

Se os jatos fossem largos e poderosos o suficiente, escreveram os pesquisadores, eles poderiam ter criado duas ondas de choque que explodiram através do gás quente em ambos os lados do centro galáctico. Onde as ondas de choque comprimiam e aqueciam o gás, as estruturas de raios X em forma de ampulheta se formavam; as margens das ondas de choque, expandindo-se para o espaço intergalático por milhares de anos-luz em qualquer direção, formaram as bolhas de Fermi. Todo o processo teria durado cerca de um milhão de anos, escreveu a equipe.

Um digram mostrando onde as bolhas de Fermi (vermelhas) se sobrepõem às estruturas de raios-X em forma de ampulheta (pretas) no centro da galáxia. As arestas das duas estruturas parecem perfeitamente alinhadas, dizem os autores de um novo estudo. (Crédito da imagem: Fox et al., 2018)

“Um choque para a frente é gerado assim que o jato perfura o gás halo ambiente”, escreveram os pesquisadores no estudo. “[Após] 1 milhão de anos, o jato é desligado. … Após [5 milhões de anos], a bolha se expande para o tamanho atual, conforme observado.”

Segundo os pesquisadores, a hipótese das ondas de choque explica várias características do centro galáctico, incluindo as temperaturas extremamente altas das bolhas Fermi e o fato de que as bordas inferiores das bolhas se sobrepõem perfeitamente às estruturas de raios-X. Se um evento semelhante e menos poderoso de onda de choque ocorrer alguns milhões de anos depois, também poderá explicar as estruturas de rádio menores e em forma de bolha recentemente observadas no centro galáctico, acrescentou a equipe. Em outras palavras: essas três peças grandes e invisíveis do quebra-cabeça no centro da galáxia podem se encaixar muito melhor do que os cientistas pensavam anteriormente.


Publicado em 28/05/2020 05h02

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