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Uma imagem sem precedentes revela um jato de plasma “quebrado” saindo do centro da galáxia OJ 287, reforçando a teoria de que ela abriga dois buracos negros supermassivos em processo de fusão.
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Obtido por uma equipe internacional liderada pela astrônoma Efthalia Traianou, da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, o registro mostra detalhes nunca antes observados desse fenômeno.
Em resumo:
- Imagem inédita mostra jato de plasma “quebrado” em galáxia com dois buracos negros;
- OJ 287 é um blazar com jatos luminosos quase direcionados à Terra, o que reforça seu brilho;
- O núcleo galáctico tem dois buracos negros: um com ciclo de 60 anos, outro de 12;
- O jato pode estar sendo distorcido pela gravidade do buraco negro menor;
- Missão espacial programada para a próxima década pode detectar ondas gravitacionais emitidas por fusões cósmicas como a futura colisão esperada entre eles.
OJ 287 é uma galáxia classificada como blazar – um tipo de quasar visto quase de frente. Seu núcleo brilhante é alimentado por um buraco negro supermassivo que engole grandes quantidades de matéria, aquecendo-a e emitindo luz intensa. Esse material forma uma espécie de anel ao redor do buraco negro, chamado disco de acreção.
Parte dessa matéria não é absorvida e acaba sendo lançada para fora em forma de jatos de partículas altamente energéticas. Esses jatos viajam a velocidades próximas à da luz. No caso dos blazares, como o jato está quase apontado para a Terra, seu brilho parece ainda mais forte.
Interação entre buracos negros da galáxia OJ 287 forma raríssimo quasar duplo
OJ 287 se destaca também por seus ciclos luminosos regulares. O buraco negro principal segue um ciclo mais longo, de cerca de 60 anos. Já o buraco negro secundário, menor, tem um ciclo de 12 anos, causado por sua órbita ao redor do maior. Essa repetição ajuda os cientistas a prever novos eventos de brilho.
O buraco negro secundário tem cerca de 150 milhões de vezes a massa do Sol. O maior é um verdadeiro titã, com 18 bilhões de massas solares – mais de quatro mil vezes o buraco negro Sagitário A*, que fica no centro da Via Láctea.
Como dito, a cada 12 anos, o buraco negro menor atravessa o disco de matéria do maior. Nesse processo, ele rouba parte da matéria, cria um disco próprio e forma temporariamente seu próprio jato. O sistema então se transforma por um breve período em um quasar duplo, que é algo extremamente raro.
Esse fenômeno foi observado em 2021, quando o brilho de OJ 287 aumentou drasticamente em apenas 12 horas. A energia liberada foi maior do que a de 100 galáxias médias somadas. Agora, uma nova imagem do jato permanente do buraco negro principal reforça essa explicação.
Ela foi obtida combinando dados do Very Long Baseline Array (VLBA), uma rede de 10 radiotelescópios baseados em solo, nos EUA, e o satélite russo RadioAstron. As observações foram feitas entre 2014 e 2017.
“Supertelescópio” descobre jato de plasma com três dobras
Essa associação formou um “supertelescópio” com poder de resolução cinco vezes maior que o diâmetro da Terra, o que permitiu observar o centro da galáxia com precisão inédita, ampliando uma região com apenas um terço de ano-luz de diâmetro.
A imagem revelou que o jato de plasma parece estranhamente “quebrado”, com três dobras bem definidas. Entre os três anos de medição, sua inclinação variou cerca de 30 graus. Isso pode ser causado pela influência gravitacional do segundo buraco negro, que distorce a estrutura.
Leia mais:
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“Nunca antes observamos uma estrutura na galáxia OJ 287 com o nível de detalhes visto na nova imagem”, disse Traianou, em um comunicado. Os dados também mostram uma onda de choque dentro do jato, que liberou radiação de alta energia. Essa emissão foi captada por telescópios espaciais como o Fermi e o Swift, da NASA, que registraram potentes rajadas de raios gama.
Segundo a pesquisa que resultou na imagem, publicada na revista Astronomy & Astrophysics, algumas regiões do jato parecem atingir 10 trilhões de graus Celsius. Mas essa temperatura extrema é ilusória, causada por um fenômeno chamado irradiação relativística, em que objetos em alta velocidade parecem mais brilhantes por causa do efeito Doppler.
OJ 287 é um laboratório natural para entender como buracos negros se fundem e geram ondas gravitacionais. Embora a colisão entre os dois ainda leve muito tempo, eles já estão emitindo ondas fracas que, por enquanto, não conseguimos detectar.
Futuramente, com instrumentos mais sensíveis, isso pode mudar. A missão LISA (sigla para Antena Espacial de Interferômetro a Laser), a Agência Espacial Europeia (ESA), prevista para meados da década de 2030, poderá captar essas ondas gravitacionais de baixa frequência, revelando detalhes inéditos sobre fusões cósmicas como essa.
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