Os cientistas mergulharam mais fundo do que nunca no “olho da tempestade” em torno dos buracos negros supermassivos. Esta investigação sem precedentes das condições turbulentas e violentas que rodeiam estes titãs cósmicos, incluindo o primeiro buraco negro alguma vez fotografado pela humanidade, foi possível graças à missão conjunta da Agência Espacial Japonesa (JAXA) e da NASA (XRISM).
Usando o XRISM, os astrônomos observaram amostras de buracos negros supermassivos afetando o gás circundante em imagens de raios X anteriores, mas estas não são imagens estáveis do incrível processo dinâmico. Ao medir a energia dos raios X do gás quente, o XRISM apresenta uma imagem mais dinâmica da influência dos buracos negros do que nunca.
Importante para este estudo, foi publicado no final de janeiro de 2026 NaturezaXRISM, que foi lançado em 2023. O XRISM, trabalhando com a Agência Espacial Europeia (ESA), tem a capacidade de observar a assinatura química do gás quente escaldante em torno de buracos negros supermassivos, determinando o seu movimento.
“O XRISM permite-nos distinguir inequivocamente os movimentos do gás provocados por buracos negros daqueles impulsionados por outros processos cósmicos, o que anteriormente era impossível,” disse o co-líder da equipa Kangyao Zhang da Universidade Masaryk.
Buracos negros supermassivos são comedores confusos
Acredita-se que buracos negros supermassivos, milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, estejam no centro de todas as galáxias. A sua imensa influência gravitacional comprime gás, poeira e até estrelas próximas à sua volta, exercendo um tremendo impacto nas suas galáxias hospedeiras.
Os buracos negros supermassivos estão rodeados por grandes massas de gás e poeira em nuvens planas chamadas discos de acreção. Estes discos alimentam gradualmente material para o buraco negro central, mas grande parte deste material é impulsionado por poderosos campos magnéticos para os pólos do buraco negro, onde estas partículas são aceleradas até perto da velocidade da luz e explodem em jactos gémeos.
Investigações como estas são fundamentais para compreender o quadro completo deste impacto.
Um dos buracos negros mais massivos investigados pela equipe será muito familiar para os fãs de astronomia. Em 2019, o público tomou conhecimento de que M87* está localizado na galáxia Messier 87 (M87), que fica no aglomerado de Virgem. O primeiro buraco negro fotografado pela humanidade Graças ao Telescópio Event Horizon (EHT).
Neste último estudo, o XRISM ampliou uma região relativamente pequena em torno de M87* para detectar a turbulência mais forte já vista numa galáxia, muito mais violenta do que as condições que se formam quando os aglomerados colidem e se fundem.
“As velocidades estão muito próximas das do buraco negro e diminuem muito rapidamente”, disse Hannah McCall, membro da equipe e pesquisadora da Universidade de Chicago. “Os movimentos rápidos podem ser causados por uma combinação de redemoinhos de turbulência que são o produto do buraco negro e da onda de choque do gás que escapa.”
A equipe também estudou o movimento do gás no aglomerado de galáxias de Perseu, um aglomerado brilhante em raios X visto da Terra. O brilho do aglomerado permitiu aos pesquisadores usar dados XRISM para mapear o movimento do gás ao redor do núcleo do aglomerado e mais longe de seu coração.
Isto revelou o “impulso” dado à velocidade deste gás por um buraco negro supermassivo e o movimento do gás impulsionado pela ligação contínua entre Perseu e a cadeia de galáxias.
Isto pode responder à questão de por que as estrelas não estão tão densamente compactadas nos centros das galáxias como os astrónomos esperam. A equipa levantou a hipótese de que se a energia do gás em movimento que observaram com o XRISM fosse convertida em calor, as nuvens de gás arrefeceriam o suficiente para colapsarem e impedirem a formação de estrelas.
“Se este é o único processo de aquecimento em funcionamento permanece uma questão em aberto, mas os resultados deixam claro que a turbulência é um componente necessário na transferência de energia entre buracos negros supermassivos e os seus ambientes,” disse McCall.
O XRISM continua a recolher dados de raios X que podem fornecer uma imagem ainda mais clara da relação entre buracos negros supermassivos e as suas galáxias hospedeiras, bem como de como esta relação muda com a idade e a evolução.
“Com base no que já aprendemos, estamos cada vez mais perto de resolver alguns destes puzzles”, disse Irina Zhuravleva, membro da equipa, da Universidade de Chicago.
