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Astrônomos detectaram um jato de buraco negro que se formou quando o Universo tinha menos de 1,2 bilhão de anos – cerca de 9% da idade atual. Estendendo-se por 200 mil anos-luz (o dobro da largura da Via Láctea), o jato é o maior já observado em uma época tão remota. Essa descoberta foi publicada no periódico científico The Astrophysical Journal Letters.
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Os buracos negros centrais das galáxias acumulam gás e poeira em um disco giratório. À medida que o material é puxado para o buraco negro, ele gera grandes quantidades de energia devido ao atrito, o que resulta na emissão de poderosos jatos. Embora centenas já tenham sido identificados, nenhum foi detectado em uma época tão distante do Universo. Agora, esta descoberta prova que é possível observar jatos de buracos negros primitivos.
O jato recém-descoberto sai de ambos os lados de um buraco negro ativo, um quasar chamado J1601 + 3102, que possui 450 milhões de vezes a massa do Sol e está localizado em uma galáxia que fica entre 10 bilhões e 13 bilhões de anos-luz da Terra. Esse quasar foi identificado em 2022 por uma rede de antenas de rádio na Holanda, parte da colaboração Low Frequency Array (LOFAR), que investigou a intensa emissão de luz do buraco negro ofuscando completamente sua galáxia hospedeira.
Impressionada pela descoberta, a astrônoma Anniek Gloudemans, do Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Óptica-Infravermelha (NOIRLab), da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), realizou mais observações, desta vez utilizando as 51 antenas do LOFAR espalhadas pela Europa.
Rede de antenas aumenta detalhes das imagens em 20 vezes
Com isso, Gloudemans e sua equipe criaram um radiotelescópio do tamanho do continente, o que aumentou o nível de detalhe das imagens em 20 vezes. As imagens revelaram um lóbulo norte do jato a 29.358 anos-luz do quasar, além de uma bolha no sul que se estende por 186.954 anos-luz. A bolha do sul foi identificada como o contrajato, tornando-o o maior já observado em um buraco negro tão antigo.
Embora as descobertas de jatos de buracos negros não sejam novas, a detecção desses jatos no início do Universo é uma grande conquista. Isso se deve ao fato de que a radiação cósmica de fundo, remanescente do Big Bang, interfere na observação de jatos em comprimentos de onda de rádio, tornando-os difíceis de detectar. No entanto, devido às características extremas desse objeto, foi possível observá-lo, mesmo estando a uma distância imensa.
Dados do Observatório Gemini do Norte, no Havaí, mostram que o buraco negro responsável pelo jato é relativamente leve, com uma massa bem menor do que outros buracos negros conhecidos, que geralmente possuem bilhões de vezes a massa do Sol. Isso sugere que jatos poderosos não precisam ser originados por buracos negros massivos, desafiando algumas ideias preconcebidas sobre sua formação.
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Energia dos jatos de buraco negro pode afetar formação das galáxias
Além disso, a descoberta levanta novas questões sobre a influência desses jatos na evolução das galáxias. A energia liberada por eles pode afetar a formação de estrelas e outros processos galácticos. Isso faz de J1601 + 3102 um valioso laboratório natural para entender como os jatos de buracos negros afetaram as galáxias no início do Universo.
“Ficamos surpresos, mas também céticos, então nos certificamos de reunir todas as evidências antes de publicar este trabalho”, disse Gloudemans ao site Live Science.
Com mais observações, os astrônomos esperam encontrar jatos ainda maiores no Universo primitivo. Gloudemans acredita que há muitos outros jatos extensos esperando para serem descobertos, o que pode ajudar a esclarecer o papel dos buracos negros na formação e evolução das galáxias ao longo da história cósmica.
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