Buraco negro supermassivo no Universo primitivo lança jactos de plasma maiores do que a Via Láctea em J1601+3102

Um buraco negro supermassivo no Universo primitivo com jactos gigantes

Um buraco negro supermassivo no Universo primitivo foi identificado a expelir jactos poderosos de plasma com, pelo menos, o dobro da largura da Via Láctea.

A galáxia anfitriã é um quasar chamado J1601+3102, observado tal como era quando tinham passado menos de 1,2 mil milhões de anos desde o Big Bang. Com 215 000 anos-luz de ponta a ponta, trata-se da maior estrutura deste tipo vista em fases tão iniciais da formação do Universo, e os astrónomos acreditam que poderá ajudar a esclarecer como estes sistemas crescem.

“Estávamos a procurar quasars com jactos de rádio fortes no Universo primitivo, o que nos ajuda a compreender como e quando se formam os primeiros jactos e de que forma influenciam a evolução das galáxias”, explica a astrofísica Anniek Gloudemans, do NOIRLab da Fundação Nacional da Ciência.

Como se formam os jactos em torno de buracos negros supermassivos

Os jactos são um dos comportamentos mais intrigantes dos buracos negros supermassivos. Quando existe material suficiente nas proximidades de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia, esse material entra em rotação e organiza-se num disco que alimenta o buraco negro, puxado pela sua gravidade extrema. Esse processo de alimentação gera, com frequência, um quasar, que brilha intensamente à medida que o material em espiral é aquecido pela fricção e pela gravidade até temperaturas de milhões de graus.

No entanto, nem toda a matéria ultrapassa o ponto sem retorno e cai no buraco negro. Uma parte é desviada ao longo das linhas de campo magnético no exterior do horizonte de eventos e acelerada na direcção dos pólos do buraco negro, sendo depois lançada para o espaço a velocidades enormes.

Estas expulsões de matéria dão origem a jactos, que se projectam por distâncias colossais. Os mais extensos identificados até hoje atingem 23 milhões de anos-luz de uma extremidade à outra, mas surgem muito mais tarde na história do Universo.

Observações do J1601+3102 e o que revelam sobre o quasar

Ainda assim, estes jactos só emitem luz na faixa das ondas de rádio, o que os torna um pouco difíceis de detectar. Para reconhecer o J1601+3102, Gloudemans e a sua equipa tiveram de combinar dados de vários instrumentos, incluindo a Matriz de Baixa Frequência (LOFAR), na Europa, o Gemini North, no Havai, e o telescópio óptico Hobby-Eberly, no Texas.

As observações não só mostraram a dimensão dos jactos do J1601+3102 como também permitiram aos investigadores estudar o buraco negro. A quantidade de luz produzida pela actividade do quasar pode ser analisada para estimar a massa do buraco negro.

O resultado é de apenas 450 milhões de vezes a massa do Sol - um valor relativamente modesto para um buraco negro associado a um quasar. Além disso, não está a engolir matéria a um ritmo particularmente elevado. Estas características apontam para a possibilidade de os quasars serem mais diversos do que, em geral, se assume.

“Curiosamente, o quasar que alimenta este enorme jacto de rádio não tem uma massa de buraco negro extrema quando comparada com a de outros quasars”, afirma Gloudemans. “Isto parece indicar que não é necessariamente preciso um buraco negro excepcionalmente massivo ou uma taxa de acreção muito elevada para gerar jactos tão poderosos no Universo primitivo.”

A descoberta foi descrita em pormenor nas Cartas do Jornal Astrofísico.

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