Os principais observatórios de raios X XMM-Newton e XRISM registraram uma erupção notável e até então não registrada de um buraco negro supermassivo. Em apenas algumas horas, a forte gravidade do objeto gerou ventos muito rápidos que empurraram o material para fora a uma velocidade impressionante de 60.000 km por segundo.
Este buraco negro supermassivo está localizado em NGC 3783, uma estranha galáxia espiral recentemente fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Os astrônomos observaram uma explosão brilhante de raios X que irrompeu do buraco negro e desapareceu quase imediatamente. À medida que o clarão diminuía, surgiram ventos de alta velocidade, disparando a cerca de um quinto da velocidade da luz.
“Nunca vimos um buraco negro criar vento a esta velocidade antes”, diz o investigador principal Lii Gu da Organização de Investigação Espacial dos Países Baixos (SRON). “Pela primeira vez, vimos como uma rápida explosão de luz de raios X de um buraco negro desencadeia imediatamente ventos ultrarrápidos que se formam em apenas um dia.”
Dentro do núcleo galáctico ativo
Para estudar NGC 3783 e o seu buraco negro central, Gu e a sua equipa utilizaram o XMM-Newton da Agência Espacial Europeia juntamente com a Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios-X (XRISM), uma missão liderada pela JAXA com a participação da ESA e da NASA.
Um buraco negro com uma massa de cerca de 30 milhões de sóis está consumindo gás e poeira próximos. Esta atividade alimenta a área brilhante e luminosa no centro da galáxia chamada Núcleo Galáctico Ativo (AGN). Os AGNs emitem luz em todo o espectro eletromagnético e podem impulsionar fortes jatos e ventos ao seu redor.
“AGN são regiões realmente excitantes e intensas e alvos-chave tanto para o XMM-Newton como para o XRISM”, observa Matteo Guainazzi, cientista do projecto XRISM da ESA e co-autor da descoberta.
“Os ventos em torno deste buraco negro parecem ter sido criados quando o campo magnético emaranhado do AGN subitamente se ‘desenrolou’ – semelhante às explosões que irrompem do Sol, mas numa escala quase demasiado grande para ser imaginada.”
Ventos de buraco negro que imitam erupções solares
Os ventos recentemente descobertos lembram as ejeções de massa coronal do Sol, explosões poderosas que lançam enormes nuvens de material carregado para o espaço. Esta comparação sugere que, por vezes, um buraco negro supermassivo pode comportar-se de forma muito semelhante à nossa própria estrela, tornando estes gigantes distantes um pouco mais familiares.
Um exemplo da vida real ocorreu em 11 de novembro, quando o Sol teve uma ejeção de massa coronal após uma intensa erupção. O material ejetado durante este evento solar foi ejetado a uma velocidade inicial de 1.500 km por segundo.
“Os AGNs de vento também desempenham um grande papel na forma como as suas galáxias hospedeiras evoluem ao longo do tempo e como formam novas estrelas,” afirma Camille Dies, membro da equipa e cientista da ESA.
“Por serem tão influentes, saber mais sobre o magnetismo dos AGN e como eles geram esses ventos é fundamental para compreender a história das galáxias em todo o Universo.”
Dois telescópios funcionam simultaneamente
O XMM-Newton passou mais de 25 anos investigando os ambientes mais quentes e extremos do espaço, enquanto o XRISM tem estudado como a matéria e a energia se movem no universo desde o seu lançamento em setembro de 2023.
Juntas, estas missões revelaram este episódio incomum e ajudaram os cientistas a entender como a erupção foi causada pelo vento. O XMM-Newton acompanhou a evolução do flash com um monitor óptico e mediu o alcance dos ventos com a European Photon Imaging Camera (EPIC). O XRISM detectou as explosões e ventos com o instrumento Resolve, que analisou sua velocidade, estrutura e os processos que os causaram.
“A sua descoberta é o resultado de uma colaboração bem sucedida que é uma parte central de todas as missões da ESA”, explica Eric Kulkers, cientista do projecto XMM-Newton da ESA.
“Ao apontarem para um buraco negro supermassivo activo, ambos os telescópios descobriram algo que nunca tínhamos visto antes: ventos rápidos e ultra-rápidos impulsionados por explosões reminiscentes das produzidas no Sol. Esta é uma evidência fascinante de que a física solar e de alta energia pode funcionar de formas surpreendentemente familiares em todo o Universo.”