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Um estudo que analisou mais de 21 mil galáxias ao longo de um ano descobriu buracos negros jovens que mudam de brilho numa frequência muito maior que o esperado. A pesquisa, publicada no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, é o primeiro levantamento de “variabilidade espectral” a registrar como a luz das galáxias muda de intensidade em diferentes frequências.

Dado seu tamanho, que pode chegar a dezenas de milhares de anos-luz de diâmetro, as galáxias variam de brilho de forma lenta e continuada, ao longo de escalas de tempo muito além da vida de uma pessoa. Mas os pesquisadores da Universidade Curtin, na Austrália, encontraram uma população de galáxias cuja luz muda muito mais rapidamente, em questão de anos.

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No centro da maioria das galáxias, há um buraco negro supermassivo – o nosso chama-se Sagittarius A* e está a 27.700 anos-luz da Terra. Alguns deles são “ativos”, o que significa que emitem muita radiação. Além disso, seus poderosos campos gravitacionais puxam a matéria em seus arredores para formar um disco orbital de plasma quente chamado de “disco de acreção”.

Ao girar quase à velocidade da luz as partículas desse disco criam campos magnéticos de alta energia que emitem jatos ao longo dos eixos de rotação do buraco negro. À medida que se distanciam do buraco negro, esses jatos se transformam em grandes nuvens em forma de cogumelo ou “lóbulos”.

A radiogaláxia de Hércules A e seus lóbulos em expansão. Imagem: Nasa/ESA/NRAO

“Toda esta estrutura é o que compõe uma radiogaláxia, assim chamada porque emite muita radiação de radiofrequência”, explicam Kathryn Ross e Natasha Hurley-Walker, coautoras do estudo. Por terem centenas, milhares ou mesmo milhões de anos-luz de diâmetro, esses lóbulos levar eras para mostrar quaisquer mudanças dramáticas.

A idade das galáxias

Algumas galáxias de rádio possuem lóbulos menores, e os astrônomos acreditam que sejam pertencentes a buracos negros ainda jovens. Cientistas conseguem diferenciar galáxias novas das velhas pela cor: radiogaláxias “bebês” aparecem em azul, “o que significa que são mais brilhantes em frequências de rádio mais altas”, explicam as pesquisadoras. Por outro lado, galáxias de rádio antigas e moribundas aparecem em vermelho e são mais brilhantes nas frequências de rádio mais baixas.

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No levantamento, inicialmente, a equipe de Ross e Hurley-Walker identificou 554 galáxias de rádio jovens. Um ano depois, analisando o mesmo trecho do céu, 123 desses corpos celestes estavam mais brilhantes. “Algo com mais de um ano-luz de tamanho não pode variar tanto em brilho em menos de um ano sem quebrar as leis da física”, afirmam as pesquisadoras. “Portanto, ou nossas galáxias eram muito menores do que o esperado ou algo mais estava acontecendo”, completam.

Radiogaláxia Centaurus A, cujas cores verde, amarelo e laranja, revelam a posição e o movimento das nuvens de gás. Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Y. Beletsky (LCO)/ESO

As cientistas oferecem algumas explicações. A variação no brilho pode ser fruto de um efeito de cintilação – semelhante ao que a atmosfera da Terra faz com a luz das estrelas (por isso elas parecem “piscar”). No caso dos buracos negros, essa luz passou pela Via Láctea para alcançar os telescópios, portanto por nuvens de gás e a poeira.

Outra hipótese é que nosso planeta esteja posicionado em relação a essas galáxias de forma que as partículas de alta energia lançadas pelo lóbulo viajem perpendicularmente à Terra. Em vez de vermos jatos longos e finos, vemos um minúsculo ponto brilhante apontando diretamente para cá.

Por fim, a variação no brilho pode ser um “arroto” do buraco negro. “Quando o buraco negro supermassivo central ‘arrota’ algumas partículas extras, elas formam um aglomerado viajando lentamente ao longo dos jatos. À medida que o aglomerado se propaga para fora, podemos detectá-lo primeiro no rádio azul e depois no rádio vermelho”, explicam as pesquisadoras.

Via: The Conversation