Astrônomos capturam a erupção de um buraco negro abrangendo 16 vezes o tamanho da lua cheia no céu

Centaurus A é uma gigante galáxia elíptica ativa a 12 milhões de anos-luz de distância. Em seu coração está um buraco negro com uma massa de 55 milhões de sóis. Esta imagem mostra a galáxia em comprimentos de onda de rádio, revelando vastos lóbulos de plasma que vão muito além da galáxia visível, que ocupa apenas um pequeno pedaço no centro da imagem. Os pontos no fundo não são estrelas, mas sim galáxias de rádio muito parecidas com Centaurus A, a distâncias muito maiores. Crédito: Ben McKinley, ICRAR / Curtin e Connor Matherne, Louisiana State University.

Os astrônomos produziram a imagem mais abrangente de emissão de rádio do buraco negro supermassivo mais próximo, alimentando ativamente a Terra.

A emissão é alimentada por um buraco negro central na galáxia Centaurus A, a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância.

À medida que o buraco negro se alimenta de gás em queda, ele ejeta material próximo à velocidade da luz, fazendo com que “bolhas de rádio” cresçam ao longo de centenas de milhões de anos.

Quando vista da Terra, a erupção do Centaurus A agora se estende por oito graus no céu – o comprimento de 16 luas cheias colocadas lado a lado.

Ele foi capturado usando o telescópio Murchison Widefield Array (MWA) no outback da Austrália Ocidental.

A pesquisa foi publicada hoje na revista Nature Astronomy.

O autor principal, Dr. Benjamin McKinley, do nó da Curtin University do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR), disse que a imagem revela novos detalhes espetaculares da emissão de rádio da galáxia.

“Essas ondas de rádio vêm de material sendo sugado para o buraco negro supermassivo no meio da galáxia”, disse ele.

“Ele forma um disco ao redor do buraco negro e, à medida que a matéria se divide ao chegar perto do buraco negro, poderosos jatos se formam em ambos os lados do disco, ejetando a maior parte do material de volta para o espaço, a distâncias de provavelmente mais de um milhão de anos-luz.

Um vídeo que mostra a rádio galáxia, Centaurus A, que hospeda o buraco negro mais próximo de alimentação ativa da Terra. O vídeo mostra o tamanho aparente da galáxia em comprimentos de onda ópticos, de raios-X e submilimétricos da Terra em comparação com a lua. Em seguida, ele se afasta para mostrar a enorme extensão das bolhas ao redor que são observadas em comprimentos de onda de rádio. Os astrônomos produziram a imagem mais abrangente de emissão de rádio do buraco negro supermassivo mais próximo, alimentando ativamente a Terra. Saiba mais em: www.icrar.org/centaurus. Crédito: ESO / WFI (Ótico) – MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al. (Submilímetro) – NASA / CXC / CfA / R.Kraft et al. (Raio X) – Ben McKinley, ICRAR / Curtin e Connor Matherne, Louisiana State University (rádio).

“As observações anteriores de rádio não conseguiram lidar com o brilho extremo dos jatos e os detalhes da área maior ao redor da galáxia foram distorcidos, mas nossa nova imagem supera essas limitações.”

Centaurus A é a rádio-galáxia mais próxima de nossa Via Láctea.

“Podemos aprender muito com o Centaurus A em particular, só porque ele está tão próximo e podemos ver com tantos detalhes”, disse o Dr. McKinley.

“Não apenas em comprimentos de onda de rádio, mas em todos os outros comprimentos de onda de luz também.

“Nesta pesquisa, fomos capazes de combinar as observações de rádio com dados ópticos e de raios-X, para nos ajudar a entender melhor a física desses buracos negros supermassivos.”

O astrofísico Dr. Massimo Gaspari, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, disse que o estudo corroborou uma nova teoria conhecida como ‘Acreção Caótica de Frio’ (CCA), que está surgindo em diferentes campos.

Centaurus A é uma gigante galáxia elíptica ativa a 12 milhões de anos-luz de distância. Em seu coração está um buraco negro com uma massa de 55 milhões de sóis. Esta imagem composta mostra a galáxia e o espaço intergaláctico circundante em vários comprimentos de onda diferentes. O plasma de rádio é exibido em azul e parece estar interagindo com o gás emissor de raios-X quente (laranja) e hidrogênio neutro frio (roxo). Nuvens emitindo Halpha (vermelho) também são mostradas acima da parte óptica principal da galáxia, que fica entre as duas bolhas de rádio mais brilhantes. O ‘fundo’ está em comprimentos de onda óticos, mostrando estrelas em nossa Via Láctea que estão na verdade em primeiro plano. Crédito: Connor Matherne, Louisiana State University (Optical / Halpha), Kraft et al. (Raios X), Struve et al. (HI), Ben McKinley, ICRAR / Curtin. (Rádio).

“Neste modelo, nuvens de gás frio se condensam no halo galáctico e chovem sobre as regiões centrais, alimentando o buraco negro supermassivo”, disse ele.

“Provocado por esta chuva, o buraco negro reage vigorosamente, lançando energia de volta por meio de jatos de rádio que inflam os lóbulos espetaculares que vemos na imagem do MWA. Este estudo é um dos primeiros a sondar com tantos detalhes o ‘clima’ multifásico do CCA sobre o gama completa de escalas “, concluiu o Dr. Gaspari.

Dr. McKinley disse que a galáxia parece mais brilhante no centro, onde é mais ativa e há muita energia.

“Então é mais fraco conforme você sai porque a energia foi perdida e as coisas se acalmaram”, disse ele.

“Mas existem características interessantes onde as partículas carregadas foram reaceleradas e estão interagindo com campos magnéticos fortes.”

O diretor do MWA, Professor Steven Tingay, disse que a pesquisa foi possível por causa do campo de visão extremamente amplo do telescópio, da localização excelente do rádio silencioso e da excelente sensibilidade.

O bloco 107, ou “o outlier” como é conhecido, é um dos 256 blocos do MWA localizados a 1,5 km do núcleo do telescópio. O MWA é um instrumento precursor do SKA. Crédito: Pete Wheeler, ICRAR

“O MWA é um precursor do Square Kilometer Array (SKA) – uma iniciativa global para construir os maiores radiotelescópios do mundo na Austrália Ocidental e na África do Sul”, disse ele.

“O amplo campo de visão e, como consequência, a quantidade extraordinária de dados que podemos coletar, significa que o potencial de descoberta de cada observação MWA é muito alto. Isso fornece um passo fantástico em direção a um SKA ainda maior.”


Publicado em 24/12/2021 11h16

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