Webb identifica colossal erupção galáctica com 10 quatrilhões de bombas de hidrogênio a cada segundo.

Observações de Grande Escala da Galáxia VV 340a

Usando dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA, os pesquisadores detectaram vastas nuvens de gás extremamente quente eruptando de ambos os lados da galáxia. Essas estruturas brilhantes formam duas nebulosas longas e estreitas, impulsionadas pela intensa atividade em torno de um buraco negro supermassivo no núcleo da galáxia. Cada nebulosa se estende por pelo menos três quiloparsecs de comprimento (um parsec equivale a aproximadamente 19 trilhões de milhas).

Para comparação, todo o disco da galáxia VV 340a mede apenas cerca de três quiloparsecs de espessura.

“Em outras galáxias, esse tipo de gás altamente energizado geralmente está confinado a várias dezenas de parsecs do buraco negro da galáxia, e nossa descoberta excede o que é tipicamente observado por um fator de 30 ou mais”, disse o autor principal Justin Kader, pesquisador pós-doutoral em física e astronomia da UC Irvine.

Jatos Poderosos de Buracos Negros Revelados

Observações de rádio do Karl G. Jansky Very Large Array perto de San Agustin, Novo México, revelaram um par de enormes jatos de plasma emergindo de lados opostos da galáxia. Esses jatos se formam quando o gás que cai em um buraco negro supermassivo atinge temperaturas extremas e interage com campos magnéticos poderosos. Como resultado, material energizado é lançado para fora em velocidades tremendous.

Em escalas ainda maiores, os jatos traçam um caminho em espiral pelo espaço. Esse padrão indica um processo conhecido como “precessão de jato”, que se refere a uma mudança gradual na direção dos jatos ao longo do tempo, semelhante ao lento oscilamento de um pião giratório.

“Esta é a primeira observação de um jato de rádio em escala kiloparsec precessional em uma galáxia de disco”, disse Kader. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que vimos um jato de rádio precessional em escala de kiloparsec, ou galáctica, dirigindo um grande fluxo de gás coronal.”

Gás Coronal Raro se Estende Muito Além da Galáxia

À medida que os jatos empurram para fora, a equipe acredita que eles colidem com material circundante dentro da galáxia, forçando-o a se afastar do centro e aquecendo-o a temperaturas extremas. Esse processo cria o que os cientistas chamam de gás de linha coronal, um nome emprestado da atmosfera externa do sol para descrever plasma altamente ionizado e super-quente.

Segundo Kader, esse tipo de gás coronal geralmente é encontrado muito próximo de um buraco negro e raramente se espalha longe da galáxia hospedeira. Quase nunca é detectado fora da própria galáxia, tornando as novas observações altamente incomuns.

O poder do fluxo é surpreendente. Kader disse que a energia carregada pelo gás coronal é equivalente a 10 qunitião de bombas de hidrogênio explodindo a cada segundo.

“Encontramos a estrutura de gás coronal mais extensa e coerente até hoje”, disse a co-autora sênior Vivian U, uma ex-astrônoma de pesquisa da UC Irvine que agora é cientista associada do Centro de Processamento e Análise Infravermelha do Caltech. “Esperávamos que o JWST abrisse a janela de comprimento de onda onde essas ferramentas para sondar buracos negros supermassivos ativos estariam disponíveis para nós, mas não esperávamos ver uma emissão tão colimada e extensa no primeiro objeto que analisamos. Foi uma surpresa agradável.”

Múltiplos Telescópios Revelam uma História Violenta

A imagem completa dos jatos e do gás coronal brilhante surgiu somente após os pesquisadores combinarem dados de várias observatórios. Observações do Telescópio Keck II, operado pela Universidade da Califórnia no Havai, descobriram gás mais frio se estendendo muito mais longe da galáxia, alcançando distâncias de até 15 quiloparsecs do buraco negro.

Os cientistas acreditam que esse material mais frio representa um “registro fóssil” de atividades anteriores dos jatos. Ele provavelmente consiste em detritos remanescentes de episódios anteriores em que o buraco negro expulsou gás do núcleo da galáxia.

Por que o Telescópio Espacial James Webb Foi Essencial

O gás coronal em si foi detectado pelo telescópio Webb, que orbita o sol a cerca de um milhão de milhas da Terra. Sendo o maior telescópio espacial já construído, o Webb observa o universo em luz infravermelha, permitindo que veja objetos ocultos de telescópios tradicionais de luz visível.

Essa capacidade foi crítica para estudar VV 340a. A galáxia contém grandes quantidades de poeira que bloqueiam a luz visível, impedindo que telescópios como o Keck vejam profundamente em seu interior. A luz infravermelha, no entanto, passa através da poeira, tornando o gás coronal em erupção claramente visível nas imagens do Webb.

Jatos que Impedem a Formação de Estrelas

O impacto dos jatos do buraco negro na galáxia é dramático. De acordo com o estudo, VV 340a está perdendo gás suficiente a cada ano para formar 19 estrelas como nosso sol.

“O que realmente está fazendo é limitar significativamente o processo de formação de estrelas na galáxia, aquecendo e removendo o gás formador de estrelas”, disse Kader.

Pistas sobre o Passado e o Futuro da Via Láctea

Nenhum jato semelhante parece estar ativo na Via Láctea hoje. No entanto, Kader observou que evidências sugerem que nosso próprio buraco negro supermassivo passou por um evento de alimentação há cerca de dois milhões de anos, algo que ele disse que ancestrais humanos primitivos, como o Homo erectus, podem ter testemunhado no céu noturno.

Com a descoberta deste raro jato precessional e seu enorme fluxo de gás, os pesquisadores agora planejam examinar outras galáxias em busca de características semelhantes. Seu objetivo é entender melhor como a atividade poderosa de buracos negros pode influenciar a evolução a longo prazo de galáxias como a Via Láctea.

“Estamos empolgados para continuar explorando tais fenômenos nunca vistos antes em diferentes escalas físicas de galáxias usando observações dessas ferramentas de ponta, e mal podemos esperar para ver o que mais encontraremos”, disse U.

O financiamento para a pesquisa foi fornecido pela NASA e pela Fundação Nacional de Ciências.