Uma bolha de gás colossal está saindo deste buraco negro e invadindo galáxias

Pela primeira vez, uma equipe de cientistas observou toda a extensão da evolução e propagação do gás quente produzido por um buraco negro ativo. A pesquisa não só mostra a bolha de gás percorrendo centenas de milhares de anos-luz no espaço intergaláctico, como também ajuda a descobrir os mecanismos que fazem toda essa energia ser liberada enquanto o buraco negro se alimenta de matéria.

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Quando um buraco negro atrai uma nuvem de gás, ou mesmo uma estrela, a matéria é dilacerada antes de começar a girar em torno do horizonte de eventos — o ponto de onde nada pode retornar. Nesse ponto, a velocidade é tão alta que a temperatura se eleva a milhões de graus, resultando em algo chamado disco de acreção e na emissão de radiação em raios-X e rádio. É essa radiação que os cientistas geralmente encontram pelos instrumentos astronômicos quando observam buracos negros.

Além do disco de acreção, também pode ocorrer a ejeção dessa matéria, transformada em plasma, a partir dos polos do buraco negro na forma de jatos. Nesse processo, as partículas viajam perto da velocidade da luz, por isso esse fenômeno é conhecido como jato relativístico. Um jato como este pode percorrer milhares de anos-luz no espaço intergaláctico, superando o tamanho da própria galáxia que hospeda o buraco negro.

Mas ainda não se sabe muito sobre esses processos, como eles acontecem e o quanto esse plasma influencia o ambiente ao redor do buraco negro. O novo estudo, entretanto, revela algo ainda mais surpreendente do que o disco de acreção e o jato relativístico: os buracos negros emitem uma bolha de gás gigantesca, mais ou menos no formato de cogumelo, semelhante à fumaça liberada pela erupção de um vulcão aqui na Terra.

À medida que evolui, o gás quente abrange uma área muito maior do que se pensava anteriormente e impacta até mesmo objetos bem afastados, como galáxias vizinhas. E, se falamos em gás invadindo galáxias, provavelmente também estamos falando de um processo que desencadeará na formação de novas estrelas. Essas descobertas tornam os buracos negros ainda mais incríveis, com papel importante na formação e evolução das galáxias.

Para descobrir isso, a equipe de astrônomos observou um grupo de galáxias a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância, conhecido como Nest200047. A galáxia central desse grupo possui um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. Ele se alimenta de matéria circunvizinha e adiciona grandes quantidades do “lanche” em seu disco de acresção, antes de finalmente devorar tudo.

Com isso, o disco em alta velocidade libera fluxos de partículas, que por sua vez formam pares de bolhas e filamentos de gás quente que gradualmente se afastaram do buraco negro. Os cientistas usaram dados de instrumentos como o telescópio de raios X espacial eROSITA e o radiotelescópio LOFAR para ver as imagens impressionantes.

Essas estruturas gasosas alcançam distâncias fabulosas, causando algum impacto em qualquer coisa que esteja em seu caminho, como as galáxias periféricas do grupo Nest200047. "Nossa investigação mostra como as bolhas de gás aceleradas pelo buraco negro estão se expandindo e se transformando no tempo. Na verdade, elas criam estruturas espetaculares em forma de cogumelo, anéis e filamentos semelhantes aos originados de uma poderosa erupção vulcânica no planeta Terra", explica Marisa Brienza, da Universidade de Bolonha, que liderou o estudo publicado na Nature Astronomy.

Fonte: ASTON