Buraco Negro Supermassivo Expele Matéria a 216 Milhões de km/h em Escala Inimaginável

Uma Tempestade Cósmica de Proporções Inimagináveis

Buracos negros supermassivos são conhecidos por sua “alimentação” caótica, mas o gigante no coração da galáxia espiral NGC 3783 eleva esse comportamento a um novo patamar. Astrônomos observaram este colosso cósmico expelir matéria a uma velocidade impressionante, atingindo um quinto da velocidade da luz.

Recentemente, uma equipe de cientistas detectou uma rajada de partículas quentes e carregadas emanando deste buraco negro, poucas horas após uma poderosa explosão de raios-X. Matteo Guainazzi, cientista do projeto do telescópio de raios-X XRISM da Agência Espacial Europeia (ESA), descreveu o evento como uma tempestade cósmica “semelhante às erupções solares, mas em uma escala quase grande demais para imaginar”.

Desencadeando Ventos Cósmicos Poderosos

Utilizando o telescópio XRISM, os astrônomos primeiro identificaram uma breve e intensa emissão de raios-X vinda da região ao redor do buraco negro. Horas depois, o mesmo telescópio captou o sopro de um vento cósmico poderoso, expelido da mesma área a uma velocidade de 216 milhões de quilômetros por hora. Os instrumentos do XRISM mediram a velocidade e a estrutura desse vento, identificando sua origem, enquanto o telescópio de raios-X XMM-Newton ajudou a dimensionar a tempestade.

Liyi Gu, astrofísico da Organização de Pesquisa Espacial da Holanda e coautor do estudo, explica que o processo que gerou essa tempestade não é muito diferente do que causa as erupções solares e ejeções de massa coronal em nosso próprio Sol, apenas em uma escala monumental. “Os ventos ao redor deste buraco negro parecem ter sido criados quando o campo magnético emaranhado do núcleo galáctico ativo se ‘desenrolou’ subitamente”, afirmou Guainazzi.

O campo magnético do nosso Sol está em constante movimento, e suas linhas de campo magnético às vezes se rompem e se reconectam. Esse processo violento desencadeia uma erupção solar, uma explosão de radiação da superfície do Sol, que frequentemente lança uma enorme bolha de plasma (gás eletricamente carregado) no espaço.

No entanto, o buraco negro supermassivo no núcleo da NGC 3783 tem 30 milhões de vezes a massa do nosso Sol, e seu campo magnético é milhões de vezes mais forte. Quando suas linhas de campo se rompem e se reconectam, a erupção resultante tem uma potência quase inimaginável.

Enquanto uma ejeção de massa coronal típica do nosso Sol viaja a mais de 4,8 milhões de quilômetros por hora, a rajada de vento do buraco negro da NGC 3783 atingiu mais de 216 milhões de quilômetros por hora. Isso equivale a 0,2c, ou 20% da velocidade da luz, uma velocidade considerada relativística.

O Impacto dos Buracos Negros na Evolução das Galáxias

Buracos negros supermassivos ativos são conhecidos por produzir jatos relativísticos, que são feixes de plasma lançados em direções opostas a partir de seus polos magnéticos. Alguns desses jatos podem se estender por mais de um milhão de anos-luz, superando o tamanho de suas galáxias hospedeiras. Embora esses jatos possam atingir velocidades muito mais próximas da velocidade da luz e durar muito mais tempo, eles são alimentados por processos semelhantes aos que ocorrem no campo magnético ao redor de um buraco negro supermassivo.

Jatos relativísticos e erupções como a observada recentemente não são os únicos fenômenos que ocorrem nas bordas de um buraco negro supermassivo. A região próxima a um buraco negro, chamada de disco de acreção, é onde poderosas linhas de campo magnético se entrelaçam e a matéria é acelerada a velocidades extremas ao cair em direção ao buraco negro. Essa velocidade, combinada com explosões de energia, pode lançar matéria para o espaço, às vezes para fora de sua galáxia hospedeira.

Esta recente observação de um vento cósmico oferece aos astrofísicos um vislumbre dos detalhes mecânicos de pelo menos um desses processos, o que pode ajudar a desvendar como os hábitos alimentares de um buraco negro supermassivo moldam o futuro de sua galáxia.

Se um buraco negro consome matéria muito rapidamente ou expele muita matéria de sua galáxia, ele pode cortar sua própria fonte de alimento e interromper a formação de estrelas. Por outro lado, ao empurrar rajadas de plasma de volta para a galáxia, ele pode desencadear novas ondas de formação estelar. É um ciclo de feedback complexo que os físicos estão ansiosos para entender melhor.

“Núcleos galácticos ativos e seus ventos desempenham um papel crucial na evolução de suas galáxias hospedeiras e na formação de novas estrelas”, disse Camille Diez, pesquisadora da ESA e coautora do estudo. “Por serem tão influentes, entender mais sobre o magnetismo dos núcleos galácticos ativos e como eles geram esses ventos é fundamental para compreender a história das galáxias em todo o universo.”

Um artigo sobre este trabalho foi publicado em 9 de dezembro na revista Astronomy and Astrophysics.