Os cientistas encontraram quatro cavidades enormes, ou bolhas, no centro de um aglomerado de galáxias usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Este conjunto incomum de características pode ter sido causado por erupções de dois buracos negros supermassivos orbitando próximos um do outro.
Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas do universo mantidas juntas pela gravidade. Eles são uma mistura de centenas ou mesmo milhares de galáxias individuais, enormes quantidades de gás quente e matéria escura invisível. O gás quente que permeia os aglomerados contém muito mais massa do que as próprias galáxias e brilha intensamente na luz de raios-X que o Chandra detecta. Uma enorme galáxia é geralmente encontrada no centro de um aglomerado.
Um novo estudo Chandra do aglomerado de galáxias conhecido como RBS 797, localizado a cerca de 3,9 bilhões de anos-luz da Terra, descobriu dois pares separados de cavidades que se estendem do centro do aglomerado.
Esses tipos de cavidades já foram vistos antes em outros aglomerados de galáxias. Os cientistas pensam que são o resultado de erupções de regiões próximas a um buraco negro supermassivo no meio da massiva galáxia central. À medida que a matéria voa para longe do buraco negro como jatos em direções opostas, ela explode cavidades no gás quente. A revelação no RBS 797 é que existem dois conjuntos de jatos direcionados perpendicularmente um ao outro.
“Achamos que sabemos o que um par de cavidades representa, mas o que acontece quando um aglomerado de galáxias tem dois pares em direções muito diferentes?” disse Francesco Ubertosi, da Universidade de Bolonha, na Itália, que liderou o estudo do Chandra.
Os astrônomos observaram anteriormente o par de cavidades na direção leste-oeste no RBS 797, mas o par na direção norte-sul só foi detectado em uma nova observação do Chandra, muito mais longa. A imagem mais profunda usa quase cinco dias de tempo de observação do Chandra, em comparação com cerca de 14 horas para a observação original. Karl G. Jansky Very Large Array, da National Science Foundation, já havia observado evidências de dois pares de jatos emitidos por rádio, que se alinham com as cavidades.
Como esse quarteto de cavidades foi criado? A resposta mais provável, de acordo com Ubertosi e seus colegas, é que o RBS 797 contém um par de buracos negros supermassivos que lançaram jatos em direções perpendiculares quase ao mesmo tempo.
“Nossa melhor ideia é que um par de buracos negros supermassivos levou a um par de cavidades”, disse Myriam Gitti, também co-autora da Universidade de Bolonha. “Embora pensemos que os buracos negros supermassivos podem formar sistemas binários, é extremamente raro que ambos sejam observados em uma fase ativa – neste sentido, a descoberta de dois buracos negros ativos próximos inflando cavidades no RBS 797 é extraordinária.”
Na verdade, anteriormente uma observação de rádio com a Rede Europeia VLBI (EVN) descobriu duas fontes de ponto de rádio separadas por apenas cerca de 250 anos-luz em RBS 797. Se ambas as fontes são buracos negros supermassivos, eles estão entre o par mais próximo já detectado. Os dois buracos negros devem continuar a espiralar um em direção ao outro, gerando enormes quantidades de ondas gravitacionais e, eventualmente, se fundir.
Há outra explicação possível para as quatro cavidades vistas no RBS 797. Este cenário envolve apenas um buraco negro supermassivo – com jatos que de alguma forma conseguem girar na direção muito rapidamente. A análise dos dados do Chandra mostra que a diferença de idade para as cavidades leste-oeste e norte-sul é inferior a 10 milhões de anos.
“Se houver apenas um buraco negro responsável por essas quatro cavidades, teremos que rastrear a história de sua atividade. Os principais aspectos são como a orientação dos jatos mudou rapidamente e se isso está relacionado ao ambiente do aglomerado de galáxias ou ao física do próprio buraco negro – ou mesmo uma combinação de ambos”, disse Fabrizio Brighenti, co-autor da Universidade de Bolonha.
O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência de Cambridge, Massachusetts, e as operações de vôo de Burlington, Massachusetts.
Publicado em 19/12/2021 12h17
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