A primeira vez que os astrónomos observaram, em tempo real, o instante em que uma erupção de um buraco negro supermassivo desencadeia um vento colossal a ser expelido para o espaço a velocidades relativísticas.
O fenómeno - um escoamento ultrarrápido, ou UFO - foi registado a atingir cerca de 19% da velocidade da luz no vácuo, o que corresponde a aproximadamente 57 000 km/s. Não se trata do escoamento ultrarrápido mais veloz alguma vez medido, mas é a primeira ocasião em que foi possível acompanhar o início e a evolução de uma erupção do buraco negro supermassivo e do UFO que esta libertou.
NGC 3783 e o buraco negro supermassivo ativo no centro
O palco desta deteção é a galáxia NGC 3783, uma espiral barrada particularmente fotogénica, situada a cerca de 130 milhões de anos-luz. Vemo-la praticamente de frente, o que nos dá uma janela privilegiada para o buraco negro supermassivo ativo no seu núcleo.
Apesar de, dentro da categoria “supermassiva”, este buraco negro ser relativamente moderado - com cerca de 28 milhões de massas solares - está a engolir matéria a um ritmo muito elevado. Esse processo faz com que a região central brilhe e oscile em intensidade, à medida que poeira e gás interagem num ambiente dominado por um campo gravitacional extremo.
Erupção do buraco negro supermassivo e escoamento ultrarrápido (UFO)
A erupção específica foi observada em raios X com dois observatórios: o XMM-Newton da ESA e o XRISM, liderado pela JAXA. A interpretação mais provável é que tenha ocorrido devido ao rompimento e reconexão de um filamento de campo magnético no exterior do buraco negro - essencialmente o mesmo motor físico que origina erupções energéticas no Sol, mas numa escala muito maior.
O evento, detetado em julho de 2024, pode ser entendido como o equivalente, num buraco negro supermassivo, de uma erupção solar. Os investigadores registaram primeiro uma subida acentuada de raios X duros, seguida de um pico em raios X suaves, um padrão coerente com o desenvolvimento de uma erupção.
Pouco depois - em cerca de 12 horas - surgiu um sinal compatível com um escoamento ultrarrápido. A analogia solar mais próxima é a de uma ejeção de massa coronal, em que milhares de milhões de toneladas de material, entrelaçadas com campos magnéticos ejetados, são “atiradas” para o espaço de forma brusca.
“Nunca tínhamos observado um buraco negro a gerar ventos a esta velocidade de forma tão rápida”, afirma a astrónoma Liyi Gu, da Organização Neerlandesa para a Investigação Espacial (SRON). “Pela primeira vez, vimos como uma explosão rápida de luz em raios X de um buraco negro desencadeia de imediato ventos ultrarrápidos, formando-se em apenas um dia.”
O que esta observação nos diz sobre o Universo em diferentes escalas
Este registo é particularmente impressionante porque reforça uma ideia recorrente na astrofísica: a Natureza tende a reutilizar os mesmos mecanismos fundamentais, mesmo quando a escala muda drasticamente. Aqui, um processo familiar da física solar surge espelhado num ambiente de alta energia em torno de um buraco negro supermassivo ativo.
“Ao focarem-se num buraco negro supermassivo ativo, os dois telescópios encontraram algo que ainda não tínhamos visto: ventos rápidos, ultrarrápidos, desencadeados por uma erupção e semelhantes aos que se formam no Sol”, explica o astrónomo da ESA, Erik Kuulkers. “De forma entusiasmante, isto sugere que a física solar e a física de altas energias podem funcionar de modos surpreendentemente familiares em todo o Universo.”
Para lá do interesse “mecânico” do fenómeno, estes ventos são também relevantes porque ajudam a explicar como os núcleos ativos influenciam as suas galáxias hospedeiras. Um escoamento ultrarrápido (UFO) pode transportar energia e quantidade de movimento suficientes para aquecer, dispersar ou reorganizar o gás do interior galáctico, afetando a disponibilidade de matéria-prima para a formação de estrelas.
Este tipo de monitorização temporal, com instrumentos capazes de separar componentes de raios X duros e suaves e de seguir a resposta do gás em poucas horas, abre caminho a estudos mais detalhados sobre quando e como estas “explosões” se convertem em ventos. Observações futuras semelhantes poderão clarificar com que frequência estes episódios ocorrem e qual a fração da matéria que, em vez de cair no buraco negro, acaba por ser expulsa em forma de UFO.
A investigação foi publicada na revista Astronomia e Astrofísica.
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