Pela primeira vez, temos uma imagem direta do toro de poeira em torno de um buraco negro

(dr) Mark A. Garlick

Conceito de artista d buraco negro supermaciço no centro da Via Láctea

Astrônomos americanos fizeram a primeira imagem direta do toro de poeira em torno de um buraco negro supermassivo muito ativo. A estrutura capturada fica dentro da radiogaláxia Cygnus A. Embora ela esteja a cerca de 760 a 800 milhões de anos-luz de distância de nós, é uma das fontes de rádio mais brilhantes do céu.

Algumas galáxias, apropriadamente chamadas de radiogaláxias, contêm buracos negros supermassivos altamente ativos que são particularmente brilhantes em comprimentos de onda de rádio. Esses buracos negros são cercados por um disco de matéria que cai nele, chamado de disco de acreção. Em torno desse disco, por sua vez, há um gigantesco toro (ou toroide) de poeira em forma de rosquinha.

O buraco negro da Cygnus A é equivalente à massa de cerca de 2,5 bilhões de sóis. Ele está ativamente acumulando enormes quantidades de matéria e disparando jatos relativísticos de plasma a partir de seus polos em direção ao espaço.

Essas características – o buraco negro supermassivo, o disco de acreção, os jatos relativísticos – se combinam para formar uma espécie de “modelo unificado” do que chamamos de núcleo galáctico ativo (NGA).

Esses núcleos podem parecer radicalmente diferentes dependendo do tipo de galáxia em que estão. Quasares, blazares, radiogaláxias e galáxias de Seyfert todos têm NGAs extremamente brilhantes, mas possuem propriedades diferentes.

Aqui entra o toro

Essas diferenças podem ser explicadas por um toro de poeira que obscurece alguns recursos do NGA, dependendo do nosso ângulo de visão do sistema.

“O toro é uma parte essencial do fenômeno do NGA, e existem evidências de tais estruturas nas proximidades de NGAs de ​​baixa luminosidade, mas nunca antes vimos um diretamente em uma galáxia de rádio tão brilhante”, disse o astrofísico Chris Carilli do Observatório Nacional de Radioastronomia (EUA).

“O toro ajuda a explicar por que objetos conhecidos por nomes diferentes são, na verdade, a mesma coisa, apenas observados de uma perspectiva diferente”. O NGA de ​​Cygnus A está, do nosso ponto de vista, de lado, de modo que o toro obscurece o seu buraco negro.

Cygnus A

A equipe do observatório apontou seu Very Large Array (VLA) para a Cygnus A a fim de observar o toro em torno de seu buraco negro. Essa galáxia foi escolhida porque está cerca de 10 vezes mais próxima de nós do que qualquer outra de rádio com brilho comparável.

As observações revelaram um toro de gás com cerca de 900 anos-luz de diâmetro. Esse gás é distribuído em grupos, circulando o buraco negro supermassivo no coração de Cygnus A. E, em 2016, um segundo buraco negro supermassivo foi descoberto não muito longe desse centro – evidência de que, em algum momento em seu passado não muito cosmicamente distante, a galáxia colidiu com outra. Será que os dois buracos negros supermassivos se fundirão um dia? É possível.

A Cygnus A também foi objeto de um estudo no ano passado que descobriu que seu toro está ligado a campos magnéticos que o mantêm no lugar. Outras observações poderiam revelar ainda mais detalhes sobre a dinâmica do toro e o papel que desempenha no sistema do NGA.

“Para determinar com mais precisão a forma e a composição deste toro, precisamos fazer mais observações. Por exemplo, o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) pode observá-lo em comprimentos de onda que irão revelar diretamente a poeira”, concluiu Carilli. Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na The Astrophysical Journal Letters.

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