Buraco negro dispara os maiores jatos cósmicos já observados

Os jatos emitidos por um buraco negro colossal surpreenderam os astrônomos como os maiores já registrados, desafiando teorias pré-existentes sobre o limite de suas dimensões e abrindo novas perspectivas sobre a evolução das galáxias.

O comprimento combinado desses jatos atinge impressionantes 23 milhões de anos-luz, uma distância mais de dez vezes maior que o espaço entre a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda.

O buraco negro supermassivo responsável por este fenómeno está a 7,5 mil milhões de anos-luz da Terra, uma distância que nos permite observar o que aconteceu quando o Universo tinha cerca de metade da sua idade atual.

Este sistema de jatos foi denominado Porfírion, em referência ao lendário gigante grego que sequestrou Hera, seguindo uma tradição entre os astrônomos de designar descobertas semelhantes com figuras mitológicas (como o jato anterior, denominado Alcioneu).

O buraco negro Porphyrion tem 140 vezes o tamanho da Via Láctea

O Porphyrion supera o seu antecessor em 40%, estabelecendo-se como o maior jacto cósmico alguma vez identificado: “Estamos a falar de cerca de 140 vezes o diâmetro da Via Láctea”, disse Martijn Oei, investigador do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em um declaração. Para se ter uma ideia da escala, nossa galáxia seria apenas um pequeno ponto diante dessas erupções gigantescas.

Esses jatos cósmicos se formam em galáxias, que por sua vez estão organizadas dentro de uma estrutura conhecida como teia cósmica, formada por filamentos de matéria que se entrelaçam no Universo.

Quando o Universo era mais jovem, esses filamentos eram menores e mais densos. Os jatos, que agora atingem dimensões surpreendentes, podem ter atravessado esses vazios cósmicos, mostrando o quanto influenciaram o desenvolvimento das galáxias.

O professor George Djorgovski, também cientista da Caltech, destaca a relevância desta descoberta para a compreensão da coevolução entre buracos negros e suas galáxias. “Os jatos dispersam enormes quantidades de energia, o que impacta não apenas a galáxia hospedeira, mas também outras galáxias ao seu redor.”

Jatos poderosos são muito mais comuns do que se pensava

A equipe de pesquisa ainda busca entender como esses jatos interferem na formação das galáxias, investigando, por exemplo, o impacto da magnetização na teia cósmica.

Embora um único par de jatos possa influenciar dezenas de galáxias vizinhas, esta influência é pequena comparada com o vasto número de galáxias no Universo.

Porém, a descoberta de Porphyrion durante um levantamento realizado com o radiotelescópio LOFAR (sigla para sistema de baixa frequência) revelou um fato ainda mais surpreendente: jatos poderosos como esses são muito mais comuns do que se imaginava. Até o momento, foram encontrados 11 mil deles e a investigação está longe de ser concluída.

“Sabíamos da existência de jatos gigantes, mas não tínhamos ideia de que seriam tantos”, comenta o professor Martin Hardcastle, da Universidade de Hertfordshire, na Inglaterra. Para ele, o que torna Porphyrion ainda mais fascinante é o fato de que, além da magnitude, o buraco negro foi detectado irradiando uma quantidade significativa de energia. Isto acrescenta uma nova camada de complexidade à compreensão destes jatos e das suas consequências no cosmos.

Quando o material de uma galáxia começa a ser absorvido por um buraco negro, a enorme energia liberada deve ser dissipada, o que ocorre por meio de uma mistura de radiação e jatos de partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.

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Até recentemente, acreditava-se que os jactos gigantes eram fenómenos limitados ao Universo mais recente, mas a descoberta de Porphyrion desafia este conceito. “Se jatos como este puderem atingir as dimensões da teia cósmica, então a atividade do buraco negro poderá ter afetado todo o Universo em algum momento da sua história”, explica Oei.

Embora a maioria dos milhares de jatos descobertos pelo LOFAR apenas alimentem um banco de dados, jatos gigantes como o Porphyrion atraem atenção especial. Para determinar sua origem, foram utilizados dois radiotelescópios, com capacidades diferentes do LOFAR. Logicamente, a galáxia que abriga Porfírion também é gigantesca, com massa estimada dez vezes maior que a da Via Láctea.

O estudo cobriu apenas 15% do céu até agora

A descoberta de Porphyrion levanta uma questão intrigante: quantos outros buracos negros estão irradiando intensamente e gerando jatos gigantes como este? Segundo Oei, “podemos estar apenas na superfície de um grande número de jatos que ainda não foram identificados”.

Até agora, a pesquisa LOFAR cobriu apenas 15% do céu e muitos destes jactos são difíceis de detectar, sugerindo que ainda há muito a ser descoberto. Oei revelou que o próximo artigo da equipe deverá anunciar a descoberta de mais oito mil deles.

Um dos desafios na identificação desses jatos é a complexidade das imagens de rádio. Embora a aprendizagem automática esteja a ajudar os cientistas a filtrar candidatos, os olhos humanos – mesmo os dos amadores – ainda desempenham um papel crucial na identificação de objetos tão subtis e distantes.

A magnitude de Porphyrion é tão impressionante que os estimados 23 milhões de anos-luz podem ser apenas o mínimo. Dependendo da inclinação em relação à Terra, esta estrutura pode ser ainda maior.

O estudo detalhando esta descoberta foi publicado na revista Naturezaenquanto trabalhar em oito mil novos sistemas de jato será publicado em Astronomia e Astrofísica.