Um jato de buraco negro oscilante está despojando uma galáxia de gás formador de estrelas.

Astrônomos liderados por Justin Kader agora observaram esse processo em ação em uma galáxia ativa próxima conhecida como VV 340a. Suas descobertas mostram que um jato lançado pelo buraco negro central da galáxia está gerando uma grande saída de gás que é forte o suficiente para influenciar a formação de estrelas futuras da galáxia.

Um Jato Que Empurra o Gás para Fora

VV 340a contém um buraco negro supermassivo que está se alimentando ativamente, tornando-se um local ideal para estudar como os buracos negros interagem com suas galáxias hospedeiras. Usando observações em comprimentos de onda infravermelho, óptico, rádio e submilimétrico, a equipe de pesquisa conseguiu rastrear tanto o jato quanto o gás sendo expelido da galáxia.

As observações vieram de várias instalações importantes, incluindo o Telescópio Espacial James Webb, o telescópio Keck-II, o Karl G. Jansky Very Large Array e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Cada telescópio forneceu uma peça diferente do quebra-cabeça, permitindo à equipe construir uma imagem mais completa de como a energia do buraco negro se move pela galáxia.

Os dados mostram que o jato ioniza o gás e o empurra para longe do centro da galáxia à medida que avança. Os pesquisadores estimam que o gás está sendo expelido a uma taxa de 19,4 ± 7,9 massas solares por ano. Isso equivale aproximadamente à massa de 19 sóis perdidos anualmente, uma quantidade grande o suficiente para interromper o fornecimento de material necessário para formar novas estrelas.

Um Jato Tremulante em Escala Galáctica

Ao combinar as observações com modelagem computacional, a equipe descobriu que o jato de VV 340a não se move em linha reta. Em vez disso, ele traça lentamente um movimento em forma de cone conhecido como precessão. Esse tipo de movimento é semelhante ao leve oscilar de um pião enquanto gira.

Em escalas maiores, dados de rádio revelam que o jato forma um padrão helicoidal à medida que se propaga pela galáxia. Segundo os pesquisadores, esta é a primeira vez que um jato de rádio em precessão que se estende por escalas de quiloparsecs foi observado em uma galáxia em disco. O movimento incomum ajuda o jato a interagir com mais do gás circundante, tornando-o mais eficaz em empurrar material para fora.

Gás Extremamente Quente e Incomum

O gás sendo expelido de VV 340a é altamente energizado e fortemente ionizado, o que significa que seus átomos perderam elétrons devido a condições extremas. Astrônomos se referem a esse tipo de material como gás de linha coronal, um termo emprestado de estudos da atmosfera externa do sol. Na maioria das galáxias, esse tipo de gás é encontrado muito próximo ao buraco negro e raramente se estende longe na galáxia hospedeira.

No entanto, em VV 340a, o gás coronal se estende muito mais do que o habitual. Observações em infravermelho do Webb foram especialmente importantes para revelar essa estrutura. A galáxia contém grandes quantidades de poeira que bloqueiam a luz visível, mas os comprimentos de onda infravermelhos podem passar por essa poeira, expondo processos energéticos ocultos de telescópios tradicionais.

A equipe sugere que, à medida que o jato flui para fora, ele se acopla ao gás na galáxia e o aquece a temperaturas extremas enquanto o empurra para longe do centro. Essa combinação de aquecimento e remoção torna o gás inutilizável para a formação de novas estrelas.

Por Que Isso Importa para a Evolução das Galáxias

A formação estelar depende de um fornecimento constante de gás frio. Quando um jato de buraco negro aquece esse gás ou o expulsa completamente, a capacidade da galáxia de produzir novas estrelas pode cair drasticamente. Em VV 340a, a taxa de saída medida é alta o suficiente para limitar significativamente a formação de estrelas ao longo do tempo, segundo os pesquisadores.

Jatos como o visto em VV 340a não estão atualmente ativos na Via Láctea, embora haja evidências de que o buraco negro central de nossa própria galáxia pode ter passado por uma fase mais ativa há milhões de anos. Estudando sistemas como VV 340a, os astrônomos esperam entender melhor como os buracos negros regulam o crescimento e a evolução das galáxias pelo universo.

Agora que a equipe identificou um raro jato de wobble em escala galáctica e seu respectivo fluxo de gás, eles planejam procurar por exemplos semelhantes em outras galáxias. Encontrar mais casos como este pode ajudar a esclarecer quão comuns essas interações poderosas são e quão fortemente elas moldam os ciclos de vida de galáxias como a nossa.