Este enorme buraco negro está localizado em NGC 3783, uma bela galáxia espiral recentemente fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Astrônomos observaram um brilho intenso de raios X surgir do buraco negro e desaparecer quase imediatamente. À medida que o brilho diminuía, ventos de alta velocidade surgiram, correndo para fora a aproximadamente um quinto da velocidade da luz.

“Nunca observamos um buraco negro criar ventos com essa velocidade antes”, afirma Liyi Gu, pesquisador principal da Space Research Organization Netherlands (SRON). “Pela primeira vez, vimos como um rápido aumento de luz de raios X de um buraco negro imediatamente desencadeia ventos ultra-rápidos, com esses ventos se formando em apenas um único dia.”

Dentro de um Núcleo Galáctico Ativo

Para investigar NGC 3783 e seu buraco negro central, Gu e sua equipe utilizaram o XMM-Newton da Agência Espacial Europeia juntamente com a Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios X (XRISM), uma missão liderada pela JAXA com participação da ESA e NASA.

O buraco negro, que contém a massa de cerca de 30 milhões de sóis, consome gás e poeira próximos. Essa atividade alimenta uma zona brilhantemente luminosa e energética no centro da galáxia chamada Núcleo Galáctico Ativo (AGN). Os AGNs emitem luz em todo o espectro eletromagnético e podem gerar jatos e ventos fortes em seu entorno.

“Os AGNs são regiões realmente fascinantes e intensas, e alvos chave para o XMM-Newton e o XRISM,” observa Matteo Guainazzi, Cientista do Projeto XRISM da ESA e coautor da descoberta.

“Os ventos ao redor deste buraco negro parecem ter sido criados à medida que o campo magnético emaranhado do AGN ‘desenrolou-se’ repentinamente — semelhante às erupções que se originam do Sol, mas em uma escala quase inimaginável.”

Ventiladores de Buracos Negros que Ecoam Erupções Solares

Os ventos recém-detectados se assemelham às ejeções de massa coronal do Sol, poderosas explosões que lançam enormes nuvens de material carregado para o espaço. Essa comparação sugere que, em alguns momentos, um buraco negro supermassivo pode se comportar de maneira semelhante à nossa própria estrela, tornando esses gigantes distantes um pouco mais familiares.

Um exemplo real ocorreu em 11 de novembro, quando o Sol produziu uma ejeção de massa coronal após uma intensa erupção. O material expelido durante esse evento solar disparou a velocidades iniciais de 1500 km por segundo.

“Os AGNs ventosos também desempenham um grande papel na evolução de suas galáxias anfitriãs ao longo do tempo, e na formação de novas estrelas,” diz Camille Diez, membro da equipe e Pesquisadora da ESA.

“Como eles são tão influentes, saber mais sobre o magnetismo dos AGNs e como eles criam ventos como esses é fundamental para entender a história das galáxias em todo o Universo.”

Dois Telescópios Trabalhando em Uníssono

O XMM-Newton passou mais de 25 anos explorando os ambientes mais quentes e extremos do espaço, enquanto o XRISM tem estudado como a matéria e a energia se movem pelo Universo desde seu lançamento em setembro de 2023.

Juntas, essas missões descobriram este episódio extraordinário e ajudaram cientistas a entender o brilho e os ventos resultantes. O XMM-Newton acompanhou a evolução do brilho com seu Monitor Óptico e mediu o alcance dos ventos usando a Câmera de Imagens de Fótons da Europa (EPIC). O XRISM detectou o brilho e os ventos com seu instrumento Resolve, que analisou sua velocidade, estrutura e os processos que os impulsionaram.

“Essa descoberta decorre de uma colaboração bem-sucedida, algo que é uma parte central de todas as missões da ESA,” explica Erik Kuulkers, Cientista do Projeto XMM-Newton da ESA.

“Ao focar em um buraco negro supermassivo ativo, os dois telescópios encontraram algo que nunca vimos antes: ventos rápidos e ultra-rápidos desencadeados por erupções, semelhantes aos que se formam no Sol. O que é empolgante é que isso sugere que a física solar e de alta energia pode funcionar de maneiras surpreendentemente familiares em todo o Universo.”