quarta-feira, 2 de outubro de 2024

Jato de um buraco negro promove erupções estelares

Numa descoberta surpreendente, os astrônomos utilizando o telescópio espacial Hubble descobriram que o jato tipo maçarico de um buraco negro supermassivo, no núcleo de uma enorme galáxia, parece causar a erupção de estrelas ao longo da sua trajetória.

© STScI (ilustração de jato e galáxia M87)

As estrelas, chamadas novas, não são apanhadas no interior do jato, mas aparentemente estão situadas numa perigosa vizinhança. Esta descoberta está confundindo os pesquisadores à procura de uma explicação.

Uma nova surge num sistema estelar duplo em que uma estrela normal, envelhecida e inchada, derrama hidrogênio sobre uma estrela companheira anã branca. Quando a anã branca tiver acumulado uma camada superficial de hidrogênio com quilômetros de espessura, essa camada explode como uma bomba nuclear gigante. A anã branca não é destruída pela erupção da nova, que ejeta a sua camada superficial e volta a sugar combustível da companheira, e o ciclo da nova recomeça.

O Hubble encontrou duas vezes mais novas explodindo perto do jato do que em outras partes da galáxia gigante M87 durante o período de estudo. O jato é lançado por um buraco negro central com 6,5 bilhões de massas solares, rodeado por um disco de matéria rodopiante. O buraco negro, alimentado pela matéria em queda, lança um jato de plasma com 3.000 anos-luz de comprimento, que atravessa o espaço quase à velocidade da luz. Qualquer coisa apanhada no feixe energético seria queimada.

© Hubble (M87)

Mas, de acordo com as novas descobertas obtida com o Hubble, aparentemente até estar perto do seu jato de energia também é arriscado. A descoberta do dobro de novas perto do jato implica que ou há o dobro de sistemas binários formadores de novas perto do jato ou que estes sistemas entram em erupção duas vezes mais do que sistemas semelhantes  em outros pontos da galáxia.

Outra ideia que pode ser considerada é que o jato está aquecendo a estrela companheira da anã, fazendo com que esta "transborde" e despeje ainda mais hidrogênio sobre a anã branca. No entanto, os pesquisadores calcularam que este aquecimento não é suficientemente grande para ter este efeito.

Pouco depois do lançamento do Hubble, em 1990, os astrônomos utilizaram o seu instrumento FOC (Faint Object Camera) de primeira geração para espreitar para o centro de M87, onde se esconde o buraco negro monstruoso. Foram notados "eventos transientes" azulados que podiam ser indícios de novas. Mas a visão do FOC era tão estreita que os astrônomos do Hubble não conseguiam olhar para longe do jato para comparar com a região próxima do jato. 

Durante mais de duas décadas, os resultados permaneceram misteriosamente provocantes. Evidências convincentes da influência do jato nas estrelas da galáxia hospedeira foram recolhidas durante um período de nove meses de observação do Hubble com câmaras mais recentes e de visão mais ampla para contar as novas em erupção. Isto constituiu um desafio para o calendário de observação do telescópio, porque exigia que se revisitasse M87 precisamente de cinco em cinco dias para tirar outra fotografia. A soma de todas as exposições de M87 levou à imagem mais profunda de M87 alguma vez obtida. O Hubble encontrou 94 novas no terço de M87 que a sua câmara consegue abranger. 

Este feito deve-se inteiramente às capacidades únicas do Hubble. As imagens dos telescópios terrestres não têm a nitidez necessária para ver as novas nas profundezas de M87. Não conseguem resolver estrelas ou erupções estelares perto do núcleo da galáxia porque a região que rodeia o buraco negro é demasiado brilhante. Só o Hubble consegue detectar as novas contra o brilhante fundo de M87. As novas são extremamente comuns no Universo. Na galáxia M87, há uma nova todos os dias. Mas como existem pelo menos 100 bilhões de galáxias em todo o Universo visível, entram em erupção, a cada segundo, cerca de 1 milhão de novas.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

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