Um buraco negro relativamente pequeno está produzindo jatos tremendamente poderosos enquanto cria uma enorme bolha de gás quente. Mas a característica mais incomum desse notável buraco negro não é sua produção de energia, mas como está emitindo energia.
"A produção de energia é impressionante, mas é comparável à luminosidade dos chamados raios ultraluminosos", disse Manfred Pakull, principal autor de um novo artigo publicado hoje na Nature. "A noção de que existem usinas que geram a maior parte de sua energia na forma de jatos (energia cinética) e não como radiação (fótons) é bastante nova."
Sabe-se que os buracos negros liberam uma quantidade incrível de energia quando engolem matéria, e como Pakull disse à Space Magazine, anteriormente se pensava que a maior parte da energia saía na forma de radiação, predominantemente raios-X. Mas esse novo buraco negro de sopro de gás, chamado S26, está mostrando que alguns buracos negros podem liberar pelo menos tanta energia, e talvez muito mais, na forma de jatos colimados de partículas em movimento rápido.
"Este buraco negro é apenas algumas massas solares, mas é uma versão em miniatura real dos quasares e galáxias de rádio mais poderosas", disse Pakull, "que contêm buracos negros com massas de alguns milhões de vezes a do Sol".
Esse objeto é um microquasar, formado por dois objetos - uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, junto com uma estrela companheira. Os raios X são produzidos pela matéria que cai de um componente para o outro e podem produzir jatos de partículas de alta velocidade. Os jatos rápidos batem no gás interestelar circundante, aquecendo-o e desencadeando uma bolha em expansão feita de gás quente e partículas ultra-rápidas colidindo a diferentes temperaturas.
Das dezenas de microquasares encontrados na Via Láctea, a maioria das bolhas é bastante pequena - com menos de 10 anos-luz de diâmetro. Mas este tem 1.000 anos-luz de largura. Além disso, este microquasar é dezenas de vezes mais poderoso do que os anteriormente vistos.
Usando o Very Large Telescope do ESO e o telescópio de raios X Chandra da NASA, Pakull e sua equipe foram capazes de observar as áreas onde os jatos se chocam com o gás interestelar ao redor do buraco negro e viram que a bolha de gás quente está inflando a uma velocidade de quase um milhão de quilômetros por hora.
Os jatos são igualmente impressionantes, com cerca de 300 parsecs de comprimento, e embora jatos poderosos tenham sido vistos em buracos negros supermassivos, eles eram considerados menos frequentes na variedade menor de microquasares. Essa nova descoberta pode ter astrônomos observando mais de perto outros microquasares.
"O comprimento dos jatos no NGC 7793 é incrível, comparado ao tamanho do buraco negro a partir do qual eles são lançados", disse o co-autor Robert Soria. "Se o buraco negro fosse reduzido ao tamanho de uma bola de futebol, cada jato se estenderia da Terra para além da órbita de Plutão."
O S26 está localizado a 12 milhões de anos-luz de distância, nos arredores da galáxia espiral NGC 7793. A partir do tamanho e velocidade de expansão da bolha, os astrônomos descobriram que a atividade do jato deve estar em andamento há pelo menos 200.000 anos.
Com toda essa incrível velocidade, tamanho e atividade, o que Pakull e sua equipe projetam como o futuro deste microquasar?
"Sim, a velocidade de expansão (275 km / s) é bastante impressionante, mas diminui com o tempo", disse Pakull à Space Magazine. “Se fosse muito menor, digamos, 70 km / s, o gás chocado não emitiria tanta luz óptica (por exemplo, a série Balmer de hidrogênio) e não teríamos detectado a bolha. O futuro do S26 depende da evolução do microquasar central que emite os jatos. Eu espero que ele possa estar ativo por mais 100.000 a alguns milhões de anos. ”
Pakull disse que é interessante imaginar o que aconteceria se o microqusar de repente parasse de emitir os jatos. "Então a bolha não desapareceria repentinamente, mas brilharia como antes por mais alguns 100.000 anos", disse ele. "Seria parecido com um remanescente de supernova, embora com um teor de energia 100 vezes maior."
Pakull acrescentou que essa nova descoberta ajudará os astrônomos a entender a semelhança entre os pequenos buracos negros formados por estrelas explodidas e os buracos negros supermassivos no centro das galáxias, e ele espera que este trabalho estimule um trabalho mais teórico sobre como os buracos negros produzem energia.
Fontes: ESO, troca de e-mail com Manfred Pakull.
