Após 50 anos de pesquisas, os astrónomos finalmente encontraram evidências de um vento poderoso soprando de Sagitário A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no coração da nossa galáxia. A descoberta aprofunda a nossa compreensão da física dos buracos negros supermassivos e do coração da Via Láctea.
Os cientistas há muito propõem que Buracos negros Eles produzem energia ingerindo matéria que afasta os objetos de sua vizinhança, um processo conhecido como “ventos de buraco negro”. Isso também se aplica Sgr A*Uma dieta composta por gases e poeiras é tão escassa que, para um ser humano, o equivalente é consumir cada grão de arroz. milhão anos.
O problema é que os cientistas não conseguiram coletar evidências de um buraco negro soprando no coração do vento. Via Láctea, O resultado foi um mistério que permaneceu na astronomia durante quase meio século – isto é, até agora.
“Se um buraco negro não está num vácuo perfeito, tem de soprar vento de alguma forma. E não existe vácuo perfeito no Universo,” disse Mark Gorski, co-líder da equipa e investigador da Universidade Northwestern. disse em um comunicado. “Com as novas observações, é a primeira vez que obtemos uma visão suficientemente clara do selo do vento. Analisamos os dados e dissemos: ‘Aí está. Aí está aquilo que todos procuram há 50 anos.'”
Observar o vento do buraco negro está longe de ser uma brisa
Os cientistas já sabem há algum tempo que os buracos negros que se alimentam lançam jatos e poderosas ejeções de material ao seu redor, incluindo o vento. Um vento ocorre quando a matéria que cai em um buraco negro é acelerada até perto da velocidade da luz, criando uma pressão que empurra a matéria em queda. Os buracos negros já foram alimentados loucamente antes, mas não o Sgr A*. O seu raro consumo de material e o facto de ser obscurecido pela nossa visão pelo voo da Via Láctea tornam este vento difícil de detectar.
Lena Murchikova, colega de Gorsky no noroeste e colíder da equipe, destacou que os cientistas foram os primeiros a detectar gás molecular muito próximo de Sgr A*. Isto torna o Sgr A* tão promissor quanto outros buracos negros supermassivos.
“O vento não é poderoso e a sua direção provavelmente varia ao longo do tempo. Isto mostra que o nosso buraco negro não é único e o nosso lugar no Universo não é único,” acrescentou Murchikova. “Para observar o nosso próprio buraco negro, temos que ver o plano da nossa galáxia. Isso significa que temos que olhar através do gás, da poeira e das estruturas ionizadas, e não conseguimos ver tudo tão facilmente.”
Para superar estas dificuldades, a equipa recorreu a cinco anos de observações profundas do coração da Via Láctea. Atacama é de grande ordem milimétrica/submilimétrica (ALMA), 66 antenas de rádio localizadas no norte do Chile. Forneceu uma imagem nítida de um gás molecular frio a cerca de 3 anos-luz de distância de Sgr A*. Uma característica destas observações que intrigou os cientistas foi uma cavidade em forma de cone com três anos-luz de comprimento nesta nuvem de gás frio. Eles argumentaram que a cavidade deve ter sido destruída pelo gás quente do vento do buraco negro que soprava pela região, seja pelo resfriamento do gás frio ou pelo aquecimento do gás frio.
“Se você soprar matéria quente para fora de um buraco negro, ela não quer ficar com a matéria fria”, disse Gorski. “Ele empurra para fora o material mais frio ou o aquece. E, se estiver muito quente, você não vê mais gás frio.”
A região em torno de Sgr A* está repleta de estrelas — e as estrelas também expelem ventos de material delas — mas a equipa conclui que estes ventos estelares não transportam energia suficiente para esculpir uma cratera tão grande.
“É uma enorme ausência de matéria. Calculamos quanta energia é necessária para criar esta cavidade. É mais do que as estrelas naquela área podem fornecer”, explicou Gorsky. “Essencialmente, deve haver entrada do buraco negro supermassivo. E se seguirmos a forma do cone, ele aponta diretamente para o buraco negro.”
Para verificar novamente os seus resultados, os cientistas recorreram a observações da mesma área feitas pela NASA. Telescópio Espacial de Raios X Chandra.
“Alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias”, disse Gorski. “Queríamos ter certeza de que não estávamos apenas olhando para algum tipo de artefato de imagem. Então, a imagem de raios X do Chandra apareceu. As características moleculares se alinharam.”
Isto apoia os resultados do ALMA ao revelar a emissão de raios X da localização da cavidade no gás frio.
“Quando você vê algo que ninguém viu antes, o primeiro pensamento que passa pela sua mente é ‘Oh meu Deus, fizemos uma descoberta'”, disse Murchikova. Mas quando sobrepusemos a nossa imagem com a imagem de raios X, começou a fazer sentido.”
Embora os resultados da equipa confirmem que Sgr A* é muito silencioso em comparação com os buracos negros supermassivos que se situam nas regiões brilhantes e turbulentas de outras galáxias, chamados núcleos galácticos activos (AGN), o vento deste buraco negro não é desleixado. Na verdade, os cientistas pensam que ela existe há cerca de 20.000 anos.
“A maioria das outras galáxias passam a maior parte das suas vidas não sendo particularmente ativas”, disse Murchikova. “Mas só podemos vê-los quando estão na fase de explosão. É fascinante estudar buracos negros quando estão no seu estado pirotécnico, mas esse não é realmente o seu estado dominante. “Sgr A* finalmente dá-nos uma janela para a vida de um buraco negro neste estado inativo.”
O estudo do painel foi publicado na quinta-feira (4 de junho). Cartas de revistas astrofísicas.
