Buraco negro supermassivo emite jato parecido com a estrutura do DNA

O jato relativístico no centro da galáxia M87, emitido pela atividade de seu buraco negro supermassivo central, tem um formato de hélice dupla, semelhante à estrutura do DNA. A descoberta foi revelada em um novo estudo que conseguiu, pela primeira vez, fornecer uma visualização da estrutura tridimensional do campo magnético que canaliza o material do jato.

• Buracos negros existem mesmo? Aqui estão 7 evidências e uma prova incontestável
• Buraco negro recém-descoberto na galáxia vizinha pode ser uma estrela comum

Este buraco negro se tornou famoso em 2019, quando os cientistas o exibiram ao mundo como o primeiro buraco negro já fotografado pela humanidade. Seu jato relativístico já era conhecido bem antes disso, e já foi destaque entre as imagens do telescópio espacial Hubble. O que ainda não se sabe exatamente são os processos detalhados sobre como ele é formado.

Cientistas já sabem que o principal responsável por jatos como este é o campo magnético do buraco negro, que se estende dos polos em direção ao espaço intergaláctico em formato de saca-rolhas. Já a matéria do jato vem do material circuncidante do disco de acreção do buraco negro, formado essencialmente por plasma, que costuma ser conduzido por linhas de campo magnético.

Mas ainda não havia uma visualização clara o suficiente que permitisse uma análise tridimensional do recurso — até agora.

Jato relativístico em 3D

Usando o Very Large Array (VLA), no Novo México, os astrônomos conseguiram imagens de alta qualidade em vários comprimentos de onda do espectro do rádio. Isso foi o suficiente para montar uma estrutura tridimensional do campo magnético deste jato pela primeira vez. De acordo com Alice Pasetto, autora principal do estudo, "o material deste jato traça uma dupla hélice, semelhante à estrutura do DNA".

Com este método, eles descobriram que o jato é canalizado por um campo magnético em forma de saca-rolhas que se estende por quase 3.300 anos-luz do buraco negro central do M87. Este é o maior campo magnético já detectado em um jato galáctico. Essas observações do VLA também permitiram rastrear a polarização das ondas de rádio emitidas, além da força do campo magnético em diferentes partes do jato.

Espera-se que o campo magnético enfraqueça com sua distância do buraco negro, mas parece que a instabilidade no fluxo de material no jato podem tornar o campo magnético mais ordenado. Essas instabilidades produzem regiões de maior pressão que também comprimem as linhas do campo magnético, o que produz a estrutura de dupla hélice mostrada pelas imagens do VLA.

Jose M. Marti, da Universidade de Valencia, relata que "campos magnéticos helicoidais são esperados perto do buraco negro e devem desempenhar um papel muito importante na canalização do material em um jato estreito, mas não esperávamos encontrar um campo helicoidal tão forte se estendendo tão longe”. Se isso está acontecendo na M87, também deve acontecer em outras galáxias, esperam os cientistas.

As descobertas foram publicadas no Astrophysical Journal Letters.

Fonte:  Astrophysical Journal Letters; Via: NRAO