Astrônomos avistaram o maior par de buraco negro jatos já vistos — com 23 milhões de anos-luz de comprimento, eles têm até 140 Via Láctea galáxias dispostas de ponta a ponta.
O enorme par de jatos, apelidado de Porphyrion em homenagem a um gigante da mitologia grega, são feixes gigantescos de matéria ionizada que irromperam de um buraco negro a uma velocidade próxima à da luz. Sua origem é um buraco negro massivo a 7,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, de onde eles irromperam com o poder de trilhões de estrelas.
Os jatos foram descobertos entre outros 10.000 em uma pesquisa realizada pelo Low Frequency Array da Europa (PROMESSAS) radiotelescópio. Ao estudar os tentáculos desses fluxos colossais, os cientistas esperam entender como eles moldaram o cosmos primitivo na forma que vemos hoje. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 17 de setembro no periódico Natureza.
“Este par não é apenas do tamanho de um sistema solarou um Via Láctea; estamos falando de 140 diâmetros da Via Láctea no total”, principal autor do estudo Martijn Opsum acadêmico de pós-doutorado em astronomia observacional no Caltech, disse em uma declaração por e-mail. “A Via Láctea seria um pequeno ponto nessas duas erupções gigantes.”
Buracos negros supermassivos geralmente ficam no centro das galáxias, sugando matéria do ambiente antes de expeli-la em velocidades extremas, criando um processo de feedback que molda a forma como as galáxias evoluem.
Mas os cientistas ainda não entendem completamente como os motores cósmicos e os jatos que eles expelem afetam as galáxias ao seu redor.
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Para responder melhor a essa pergunta, os pesquisadores procuraram por jatos de buracos negros ocultos escaneando as imagens de rádio do LOFAR a olho nu, usando ferramentas de aprendizado de máquina e cientistas cidadãos para ajudar a identificar quaisquer jatos que eles não tenham visto.
Assim que avistaram os primeiros indícios dos gigantescos fios de gás de Porfírio, os pesquisadores passaram a fazer observações de acompanhamento usando a sonda da Índia. Telescópio de rádio gigante de ondas métricas (GMRT) e o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) no Arizona para rastrear as origens dos jatos até uma galáxia enorme que é cerca de 10 vezes maior que a Via Láctea.
Outras observações feitas com o Observatório Keck, no Havaí, revelaram a localização exata de Porfírio e mostraram que suas plumas se estendiam até as superestradas de filamentos que conectam e alimentam galáxias, o que é conhecido como teia cósmica.
“Até agora, esses sistemas de jatos gigantes pareciam ser um fenômeno do universo recente”, disse Oei. “Se jatos distantes como esses podem atingir a escala da teia cósmica, então cada lugar no universo pode ter sido afetado pela atividade do buraco negro em algum ponto do tempo cósmico.”
O enorme tamanho de Porfírio — cerca de 40 Vias Lácteas maior do que o maior conhecido até então estrutura de jato chamada Alcyoneus — sugere que os arrotos de buracos negros supermassivos desempenharam um papel ainda mais crucial na formação do universo atual do que se pensava inicialmente.
Porfírion também emergiu de um tipo de buraco negro comum no universo primitivo, mas que não era considerado como produtor de jatos gigantes, o que significa que mais dessas erupções podem estar à espreita no universo primitivo.
“Podemos estar olhando para a ponta do iceberg”, disse Oei. “Nossa pesquisa LOFAR cobriu apenas 15 por cento do céu. E a maioria desses jatos gigantes provavelmente é difícil de avistar, então acreditamos que há muito mais desses gigantes por aí.”
Os próximos passos dos pesquisadores serão investigar como jatos gigantescos moldaram o universo primitivo ao expelir raios cósmicos, átomos pesados, calor e campos magnéticos através das galáxias.
“O magnetismo em nosso planeta permite que a vida prospere, então queremos entender como isso aconteceu”, disse Oei. “Sabemos que o magnetismo permeia a teia cósmica, depois faz seu caminho para galáxias e estrelas, e eventualmente para planetas, mas a questão é: onde isso começa? Esses jatos gigantes espalharam magnetismo pelo cosmos?”
