Jatos emitidos por um buraco negro colossal surpreenderam astrônomos como os maiores já registrados, desafiando teorias pré-existentes sobre o limite de suas dimensões e abrindo novas perspectivas quanto à evolução das galáxias.
A extensão combinada desses jatos alcança impressionantes 23 milhões de anos-luz, uma distância mais de dez vezes maior que o espaço entre a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda.
O buraco negro supermassivo responsável por esse fenômeno fica a 7,5 bilhões de anos-luz da Terra, uma distância nos permite observar o que ocorria quando o Universo tinha cerca de metade da idade atual.
Esse sistema de jatos foi batizado de Porphyrion, em referência ao lendário gigante grego que raptou Hera, seguindo uma tradição entre os astrônomos de designar descobertas similares com figuras mitológicas (como o jato anterior, nomeado de Alcioneu).
Porphyrion visto pelo radiotelescópio LOFAR emergindo de um buraco negro a 7,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Crédito: LOFAR Collaboration/Martijn Oei
Buraco negro Porphyrion tem 140 vezes o tamanho da Via Láctea
Porphyrion supera em 40% seu predecessor, estabelecendo-se como o maior jato cósmico já identificado: “Estamos falando de 140 vezes o diâmetro da Via Láctea”, disse Martijn Oei, pesquisador do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em um comunicado. Para se ter uma ideia da escala, a nossa galáxia seria apenas um pequeno ponto diante dessas gigantescas erupções.
Esses jatos cósmicos se formam nas galáxias, que por sua vez se organizam dentro de uma estrutura conhecida como teia cósmica, composta por filamentos de matéria que se entrelaçam no Universo.
Quando o Universo era mais jovem, esses filamentos eram menores e mais densos. Os jatos, que agora chegam a dimensões surpreendentes, podem ter cruzado esses vazios cósmicos, mostrando o quanto influenciaram o desenvolvimento das galáxias.
O professor George Djorgovski, também cientista do Caltech, destaca a relevância dessa descoberta para a compreensão da coevolução entre buracos negros e suas galáxias. “Os jatos dispersam enormes quantidades de energia, que impactam não só a galáxia hospedeira, mas também outras galáxias ao redor”.
Imagem rotulada dos jatos do sistema Pophyrion, que emergem de um buraco negro supermassivo que existia quando o Universo tinha metade de sua idade atual. Crédito: E. Wernquist / D. Nelson (Colaboração IllustrisTNG) / M. Oei
Jatos poderosos são muito mais comuns do que se imaginava
A equipe de pesquisa ainda busca compreender como esses jatos interferem na formação de galáxias, investigando, por exemplo, o impacto da magnetização na teia cósmica.
Embora um único par de jatos possa influenciar dezenas de galáxias vizinhas, essa influência é pequena em comparação com o vasto número de galáxias existentes no Universo.
No entanto, a descoberta de Porphyrion durante uma pesquisa realizada com o radiotelescópio LOFAR (sigla para sistema de baixa frequência) revelou um dado ainda mais surpreendente: jatos poderosos como esses são muito mais comuns do que se imaginava. Até agora, foram encontrados 11 mil deles, e a investigação está longe de ser concluída.
“Sabíamos da existência dos jatos gigantes, mas não fazíamos ideia de que haveria tantos”, comenta o professor Martin Hardcastle, da Universidade de Hertfordshire, Inglaterra. Para ele, o que torna Porphyrion ainda mais fascinante é o fato de que, além de sua magnitude, o buraco negro foi detectado enquanto irradiava uma quantidade significativa de energia. Isso adiciona uma nova camada de complexidade à compreensão desses jatos e suas consequências no cosmos.
Quando o material de uma galáxia começa a ser absorvido por um buraco negro, a enorme energia liberada precisa ser dissipada, o que ocorre por meio de uma mistura de radiação e jatos de partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.
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Até recentemente, acreditava-se que jatos gigantes eram fenômenos limitados ao Universo mais recente, mas a descoberta de Porphyrion desafia esse conceito. “Se jatos como este podem atingir as dimensões da teia cósmica, então a atividade dos buracos negros pode ter afetado o Universo inteiro em algum ponto da sua história”, explica Oei.
Enquanto a maioria dos milhares de jatos descobertos pelo LOFAR apenas alimenta um banco de dados, jatos gigantes como o de Porphyrion atraem atenção especial. Para determinar sua origem, dois radiotelescópios, com capacidades distintas do LOFAR, foram utilizados. Logicamente, a galáxia que abriga Porphyrion também é gigantesca, com uma massa estimada dez vezes superior à da Via Láctea.
Estudo cobriu apenas 15% do céu até agora
A descoberta de Porphyrion levanta uma questão intrigante: quantos outros buracos negros estão irradiando intensamente e gerando jatos gigantes como esse? Segundo Oei, “podemos estar apenas na superfície de uma quantidade imensa de jatos ainda não identificados”.
Até agora, a pesquisa do LOFAR cobriu apenas 15% do céu, e muitos desses jatos são difíceis de detectar, sugerindo que ainda há muito a ser descoberto. Oei revelou que o próximo artigo da equipe deve anunciar a descoberta de mais oito mil deles.
Um dos desafios para identificar esses jatos está na complexidade das imagens de rádio. Embora o aprendizado de máquina esteja ajudando os cientistas a filtrar candidatos, os olhos humanos – mesmo os de amadores – ainda desempenham um papel crucial na identificação de objetos tão sutis e distantes.
A magnitude de Porphyrion é tão impressionante que os 23 milhões de anos-luz estimados podem ser apenas o mínimo. Dependendo da inclinação em relação à Terra, essa estrutura pode ser ainda maior.
O estudo detalhando essa descoberta foi publicado na revista Nature, enquanto o trabalho sobre os oito mil novos sistemas de jatos será divulgado na Astronomy & Astrophysics.
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