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Astrônomos da USP decifram como se forma o vento dos buracos negros

Concepção artística de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia NGC 3783 (Foto: ESO/M. Kornmesser)

Buracos negros ocupam um lugar especial no imaginário popular: talvez nenhum outro objeto astronômico exerça tanto fascínio na mente das pessoas. Mas acontece que a imagem segundo a qual eles se consolidaram, de monstros famintos que devoram toda e qualquer coisa que passa perto, pode não ser tão realista assim.

É o que sugere um novo estudo dos astrônomos brasileiros João Steiner e Daniel May, ambos do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP, que acaba de ser publicado na revista inglesa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. A conclusão dos pesquisadores contraria o senso comum — os buracos negros expulsam boa parte do gás que fica no centro das galáxias ao invés de engoli-lo.

Isso ocorre por meio de um processo que até então não era bem compreendido pela comunidade astronômica. Já se sabia que os buracos negros supermassivos, que estão no coração de quase toda galáxia de grande porte que se preze, emitem poderosas rajadas de vento. Só que o vento em si continuava envolto em mistério.

O trabalho de May e Steiner, que contou com o apoio da Fapesp, utilizou dados de dois grandes telescópios (o VLT e o Gemini Norte) para estudar uma galáxia especial — a NGC 1068, primeira de núcleo ativo descoberta, por ser a mais brilhante do céu.

Os astrônomos mostraram que o vento se forma em dois estágios. No primeiro, as coisas acontecem no próprio disco de matéria que circunda o buraco negro, onde a radiação eletromagnética é tão forte que evapora a poeira localizada a 3 anos-luz dali.

Telescópio Hubble enxerga a galáxia espiral com núcleo ativo NGC 1068 (Foto: NASA/ESA/A. van der Hoeven)

 


O processo cria o vento primário, caracterizado por uma aceleração de parte do gás. A segunda etapa é mais dramática: nasce da interação desse vento e de um poderoso jato de partículas arremessadas pelo campo magnético central com uma grande nuvem de gás molecular que fica no centro da galáxia, a cem anos-luz do buraco negro. Surge, então, o vento térmico (ou secundário), capaz de arrastar o gás até regiões muito mais distantes.

Relógio de arena

Os autores determinaram ainda que o vento de alta velocidade sopra seguindo o formato de uma ampulheta. A descoberta destes novos mecanismos preenche uma importante lacuna no entendimento de como as galáxias se formaram.

“O mecanismo e a localização exata [do vento] não era conhecida, este trabalho mostra isso pela primeira vez”, disse o astrônomo João Steiner ao jornal O Globo. É claro que toda essa violenta expulsão gasosa traz consequências à galáxia hospedeira: conforme é arremessado para longe, o gás uma hora “acaba”, fazendo com que o buraco negro pare de brilhar e impedindo o nascimento de novas estrelas.

Após dezenas de milhões de anos, o gás pode retornar e recomeçar o ciclo. “É isso que faz com que os buracos negros e as galáxias coevoluam, um influencia a forma e o ritmo como o outro evolui”, disse Steiner. Explicar o mecanismo por trás do processo é importante para entender melhor a evolução tanto das estrelas quanto das galáxias.

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