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O Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) realizou observações sem precedentes de erupções de Sagitário A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea.
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Pela primeira vez, essas explosões foram capturadas no regime do infravermelho médio, oferecendo uma nova perspectiva que pode ser crucial para desvendar os mecanismos por trás desses fenômenos cósmicos e o papel dos campos magnéticos na matéria que circunda esses gigantes espaciais.
A equipe de astrônomos, que inclui Sebastiano von Fellenberg, do Instituto Max Planck de Radioastronomia na Alemanha, utilizou o JWST para preencher uma lacuna vital no espectro das observações de Sgr A*.
Anteriormente, as chamas eram rotineiramente estudadas no infravermelho próximo e em outros comprimentos de onda, mas o infravermelho médio permanecia um “buraco” no conhecimento.
De acordo com von Fellenberg, os dados do infravermelho médio são “emocionantes” porque permitem conectar os regimes de rádio e infravermelho próximo. Embora as chamas de infravermelho médio se assemelhem às de infravermelho próximo, elas se diferenciam da variabilidade observada no rádio, indicando nuances importantes nos processos que as geram.
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Desvendando os mistérios das chamas de buracos negros
- A natureza dos buracos negros, com seu horizonte de eventos onde nem mesmo a luz consegue escapar, torna intrigante o estudo de emissões de radiação eletromagnética vindas deles;
- No entanto, as explosões de Sgr A*, um buraco negro com a massa equivalente a mais de quatro milhões de sóis, não vêm do buraco negro em si, mas da matéria em seu entorno;
- Simulações indicam que essas “erupções” podem ser resultado de interações entre os campos magnéticos circundantes;
- Quando as linhas de campo magnético se conectam, uma imensa quantidade de energia é liberada, gerando um tipo de radiação conhecida como “radiação síncrotron“;
- A variação no índice espectral do infravermelho médio da chama de Sgr A* ao longo de sua vida útil revelou aos pesquisadores a ocorrência de um fenômeno chamado “resfriamento síncrotron“;
- Este processo ocorre quando elétrons de alta velocidade perdem energia ao emitir radiação síncrotron, que, por sua vez, alimenta as emissões de infravermelho médio observadas.
Von Fellenberg explica ao Space.com que, embora a intensidade do campo magnético pudesse ser medida com as chamas de infravermelho próximo, essas medições não permitiam que os cientistas a determinassem independentemente de outros parâmetros, como o número total de elétrons na região de emissão.
“Esta nova forma de determinar a intensidade do campo magnético é particularmente útil, pois é bastante ‘limpa‘, sem muitas suposições na medição”, destacou o pesquisador, ressaltando sua importância para modelos teóricos que têm poucas restrições para Sgr A* nesse aspecto.
Contribuição crucial do JWST
As observações foram possíveis graças à alta sensibilidade do JWST, especialmente ao modo de espectrômetro de média resolução (MRS, na sigla em inglês) do seu instrumento de infravermelho médio (MIRI, na sigla em inglês).
O pesquisador enfatizou que, para alcançar tamanha sensibilidade no infravermelho médio, é imprescindível que o telescópio esteja no Espaço, já que a atmosfera terrestre interfere drasticamente nas observações baseadas em solo nesse comprimento de onda.
Além disso, o instrumento MIRI/MRS é o primeiro a oferecer uma cobertura tão ampla de comprimento de onda para Sgr A*, pré-requisito essencial para medir o índice espectral. A pesquisa da equipe está disponível no repositório de artigos arXiv, acompanhada de dois artigos adicionais.
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