Hubble encontrou evidências de ultima atividade do Sagitário A*
Processamento de imagem: Joseph DePasquale (STScI)
Antigamente, pensava-se que nossa galáxia, a Via Láctea, tinha um monstro adormecido em seu núcleo, um buraco negro que pesava 4 milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Mas há evidências crescentes de que esse buraco negro ocasionalmente desperta para devorar uma estrela infeliz ou nuvem de gás que cai nele. Quando isso acontece buraco negro emite poderosos feixes de radiação e partículas que viajam quase à velocidade da luz.
A maior explosão já registrada foi há 2 milhões de anos. Isso é evidente na expansão das plumas de plasma que formam uma ampulheta, estendendo-se muito acima e abaixo do plano de nossa galáxia. Ondas de choque bipolares da explosão do buraco negro aqueceram o gás fora do plano galáctico para brilhar em raios gama e raios-X.
O Hubble encontrou evidências circunstanciais de que o buraco negro ainda está fumegando muito depois da explosão anterior. A evidência dos astrônomos do Hubble é como fazer uma escavação arqueológica para tentar perscrutar através da poluição interestelar de densas camadas de poeira e gás entre a Terra e o centro galáctico, a 27.000 anos-luz de distância.
O Hubble fotografou um nó brilhante de gás que foi impactado por um jato invisível do buraco negro, que está a apenas 15 anos-luz dele. O buraco negro deve ter sido mostrado de forma brilhante há bilhões de anos como um quasar (objeto quase estelar), quando nossa jovem galáxia se alimentava de muito gás em queda. Mas, depois de todo esse tempo, o buraco negro ainda passa por saltos e começos, e não está pronto para cochilar enquanto houver um lanche por perto.
O buraco negro central de nossa Via Láctea tem um vazamento. Este buraco negro supermassivo parece que ainda tem vestígios de um jato semelhante a um maçarico datado de vários milhares de anos.
O telescópio espacial Hubble da NASA não fotografou o jato fantasma, mas ajudou a encontrar evidências circunstanciais de que ele ainda está avançando debilmente em uma enorme nuvem de hidrogênio e depois espirrando, como o estreito fluxo de uma mangueira apontada para uma pilha de areia.
Esta é mais uma evidência de que o buraco negro, com uma massa de 4,1 milhões de sóis, não é um monstro adormecido, mas soluça periodicamente quando estrelas e nuvens de gás caem nele. Os buracos negros atraem algum material para um disco de acreção em espiral, orbitando, onde parte do material em queda é varrido para jatos que são colimados pelos poderosos campos magnéticos do buraco negro. Os estreitos "feixes de holofotes" são acompanhados por uma inundação de radiação ionizante mortal.
"O buraco negro central é dinamicamente variável e atualmente está desligado", disse Gerald Cecil, da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill. Cecil reuniu, como um quebra-cabeça, observações de vários comprimentos de onda de uma variedade de telescópios que sugerem que o buraco negro solta minijatos toda vez que engole algo pesado, como uma nuvem de gás. A pesquisa de sua equipe multinacional acaba de ser publicada no Astrophysical Journal .
Em 2013, a evidência de um jato do sul atarracado perto do buraco negro veio de raios-X detectados pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA e ondas de rádio detectadas pelo telescópio Jansky Very Large Array em Socorro, Novo México. Este jato também parece estar se transformando em gás perto do buraco negro.
Cecil estava curioso para saber se havia um contra-jato do norte também. Ele primeiro olhou para os espectros de arquivo de moléculas como álcool metílico e monossulfeto de carbono do Observatório ALMA no Chile (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), que usa comprimentos de onda milimétricos para espiar através dos véus de poeira entre nós e o núcleo galáctico. O ALMA revela uma característica linear estreita em expansão no gás molecular que pode ser rastreada por 15 anos-luz de volta ao buraco negro.
Ao conectar os pontos, Cecil encontrou em imagens de comprimento de onda infravermelho do Hubble uma bolha de gás quente brilhante e inflada que se alinha ao jato a uma distância de pelo menos 35 anos-luz do buraco negro. Sua equipe sugere que o jato do buraco negro se chocou contra ele, inflando a bolha. Esses dois efeitos residuais do jato desbotado são as únicas evidências visuais de seu impacto no gás molecular.
À medida que sopra através do gás, o jato atinge o material e se curva ao longo de vários fluxos. "Os fluxos filtram-se do disco de gás denso da Via Láctea", disse o co-autor Alex Wagner, da Universidade de Tsukuba, no Japão. "O jato diverge de um feixe de lápis em gavinhas, como o de um polvo." Esse fluxo cria uma série de bolhas em expansão que se estendem por pelo menos 500 anos-luz. Essa estrutura maior de "bolha de sabão" foi mapeada em vários comprimentos de onda por outros telescópios.
Em seguida, Wagner e Cecil rodaram modelos de supercomputadores de saídas de jato em um disco simulado da Via Láctea, que reproduziu as observações. “Como na arqueologia, você cava e cava para encontrar artefatos cada vez mais antigos até encontrar resquícios de uma grande civilização”, disse Cecil.
A conclusão de Wagner: "Nosso buraco negro central claramente aumentou em luminosidade pelo menos 1 milhão de vezes nos últimos milhões de anos. Isso bastou para um jato atingir o halo galáctico."
Observações anteriores do Hubble e outros telescópios encontraram evidências de que o buraco negro da Via Láctea teve uma explosão cerca de 2 a 4 milhões de anos atrás. Isso foi energético o suficiente para criar um imenso par de bolhas elevando-se acima de nossa galáxia que brilham em raios gama. Eles foram descobertos pela primeira vez pelo Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA em 2010 e estão rodeados por bolhas de raios-X que foram descobertas em 2003 pelo satélite ROSAT e mapeadas totalmente em 2020 pelo satélite eROSITA .
Os espectros de luz ultravioleta do Hubble têm sido usados para medir a velocidade de expansão e a composição dos lóbulos em balão. Mais tarde, o espectro do Hubble descobriu que a explosão foi tão poderosa que iluminou uma estrutura gasosa, chamada corrente de Magalhães, a cerca de 200.000 anos-luz do centro da galáxia. O gás está brilhando a partir desse evento até hoje.
Para ter uma ideia melhor do que está acontecendo, Cecil olhou para o Hubble e as imagens de rádio de outra galáxia com um buraco negro. Localizada a 47 milhões de anos-luz de distância, a galáxia espiral ativa NGC 1068 tem uma série de bolhas alinhadas ao longo de uma saída do buraco negro muito ativo em seu centro.
Cecil descobriu que as escalas das estruturas de rádio e raios-X emergentes de NGC 1068 e de nossa Via Láctea são muito semelhantes. "Uma bolha de choque em arco no topo da saída do NGC 1068 coincide com a escala do início da bolha Fermi na Via Láctea. O NGC 1068 pode estar nos mostrando o que a Via Láctea estava fazendo durante seu grande surto de energia, vários milhões de anos atrás."
A feição residual do jato está perto o suficiente do buraco negro da Via Láctea para se tornar muito mais proeminente apenas algumas décadas após o buraco negro voltar a funcionar. Cecil observa que "o buraco negro só precisa aumentar sua luminosidade cem vezes ao longo desse tempo para reabastecer o canal do jato com partículas emissoras. Seria legal ver a que distância o jato chega nessa explosão. Para alcançar o raio gama de Fermi as bolhas exigiriam que o jato se sustentasse por centenas de milhares de anos, porque essas bolhas têm 50.000 anos-luz de diâmetro a cada um! "
As imagens antecipadas da sombra do buraco negro feitas com o Event Horizon Telescope da National Science Foundation podem revelar onde e como o jato é lançado.
2. GALÁXIA VIA LÁCTEA
Créditos: Ilustração: NASA, ESA, Gerald Cecil (UNC-Chapel Hill), Dani Player (STScI)
3. GALÁCIA ESPIRAL BARRADA NGC 1068
Veja também:
Telescópio Horizonte de Eventos e a primeira imagem de um buraco negro
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