Uma nova análise de dados de radiotelescópios liga as formas das galáxias aos buracos negros que elas abrigam. Os buracos negros não são diversos. Eles são sempre de uma cor (preto) e de um formato (esférico). A única qualidade que pode variar de um buraco negro para outro é a massa.
Em geral, os buracos negros que detectámos são buracos negros de massa estelar ou buracos negros supermassivos. Buracos negros de massa estelar estão próximos da massa do nosso SolSol (1030 kgkg) e o tamanho de uma cidade. Os buracos negros supermassivos são muito mais massivos (um milhão de vezes a massa do Sol) e têm aproximadamente o tamanho do Sistema solarSistema solar. No entanto, por mais massivos que sejam estes buracos negros, ainda têm uma massa bastante baixa, muitas vezes bem abaixo de 1% da massa estelar total da sua galáxia. São também muito mais pequenas do que as suas galáxias hospedeiras, na ordem de um milhão de vezes o seu raio.
Um alinhamento em escalas muito diferentes
Nos novos resultados que publicamos hoje, 14 de novembro, em Astronomia da Naturezadescobrimos que existe uma ligação entre a região próxima ao buraco negro e a galáxia hospedeira, porque os jatos emitidos pelo buraco negro estão alinhados com o resto da galáxia, apesar das escalas muito diferentes.
Buracos negros supermassivos são bastante raros. Nossa Galáxia, a Via Láctea, tem um (chamado Sagitário A* para o constelaçãoconstelação em que está localizado) em seu centro. Todas as galáxias também parecem abrigar um (ou às vezes dois) buracos negros supermassivos no seu núcleo. Os centros, ou núcleos, destas galáxias distantes podem tornar-se activos, à medida que poeira e gásgás são atraídos para o núcleo sob a atração gravitacional do buraco negro.
Eles não caem imediatamente, pois são animados por uma grande rotação, e formam um disco quente de matériamatériachamado disco de acréscimodisco de acréscimo. Este disco de acreção, devido à sua campo magnéticocampo magnético intenso, por sua vez gera um jato superaquecido de partículas carregadas que são ejetadas do núcleo em altas temperaturas. velocidadesvelocidades muito alto, perto do velocidade da luzvelocidade da luz. Quando isso acontece, falamos sobre quasarquasar (fonte de radiação quase estelar).
Um telescópio do tamanho da Terra
Uma maneira comum de estudar jatos quasares é usar ointerferometriainterferometria base muito longa (VLBIVLBI). O VLBI permite que diferentes radiotelescópios trabalhem em conjunto, transformando-os num só telescópiotelescópio o tamanho da Terra. Lá resoluçãoresolução espaço é então muito superior ao obtido com telescópios ópticos ou infravermelhoinfravermelho.
Françoise Combes, astrofísica do Observatório de Paris – PSL, explica sua nova descoberta que pode transformar nossa compreensão da formação e evolução das galáxias. A sua investigação revela uma ligação surpreendente entre os jatos de buracos negros supermassivos e a estrutura das suas galáxias. © A Conversa França
Esse ” olhoolho “massivo” é muito mais eficaz na resolução de detalhes finos do que qualquer telescópio individual, permitindo astrônomosastrônomos ver objetos e estruturas muito menores do que aquelas visíveis a olho nu, ou mesmo com um telescópio óptico. Esta é a técnica que foi usada para obter imagens do buraco negro para o halo de luz gerado pelo buraco negro supermassivo hospedado pela galáxia M87.
Assim, graças a esta abordagem de alta resolução, o VLBI permite aos astrónomos estudar estes jactos até alguns anos-luzanos-luz ou menos da sua origem: o buraco negro. A direção do jato em escalas tão pequenas nos diz sobre a orientação do disco de acreção e, portanto, potencialmente sobre as propriedades do próprio buraco negro. E esta é a única forma de obter tais dados atualmente.
E quanto às próprias galáxias hospedeiras? Uma galáxia é um objeto tridimensional, composto por centenas de bilhões deestrelasestrelas. Mas aparece-nos (observado opticamente ou em infravermelho) em projeção, seja como uma elipse 2D ou como uma espiral.
Podemos medir a forma destas galáxias, traçando o perfil da luz das estrelas, e medir o longo eixo e eixo pequenoeixo pequeno de forma bidimensional.
No nosso artigo publicado recentemente comparámos a direção dos jatos dos quasares com a direção do eixo menor da elipse da galáxia e descobrimos que estão ligados. Isto é surpreendente, porque o buraco negro é muito pequeno (o jacto que medimos tem apenas alguns anos-luz de comprimento), comparado com a galáxia hospedeira (que pode ter centenas de milhares de anos-luz de largura). É surpreendente que um objeto tão pequeno (comparativamente) possa afetar, ou ser afetado, pelo ambiente em escalas tão grandes. Poderíamos esperar ver uma correlação entre o jato e o ambiente local, mas não com a galáxia como um todo.
Isso tem algo a dizer sobre como as galáxias se formam? O galáxias espiraisgaláxias espirais às vezes colidem com outras galáxias espirais e formam galáxias elípticasgaláxias elípticasque aparecem no céu como elipses. Durante o processo de fusãofusãoo fenômeno dos quasares é desencadeado de uma forma que não compreendemos totalmente. É por esta razão que quase todos os jatos que podem ser detectados usando o VLBI estão hospedados em galáxias elípticas.
A interpretação exacta do resultado permanece misteriosa, mas é importante no contexto da recente descoberta pelo Telescópio Espacial James WebbTelescópio Espacial James Webb quasares muito massivos (com buracos negros supermassivos), que se formaram muito antes noUniversoUniverso do que o esperado. É claro que a nossa compreensão da formação de galáxias e da influência dos buracos negros neste fenómeno precisa de ser atualizada.
Este artigo foi republicado de A conversa sob licença Creative Commons.
