Os maiores jatos de buraco negro já vistos criam uma estrutura galáctica que vai te surpreender: WebCuriosos

Um buraco negro supermassivo lançando jatos astrofísicos para o espaço esculpiu a maior estrutura de origem galáctica que já vimos.

Foi nomeado Porfírioem homenagem ao rei dos gigantes da mitologia grega, e abrange, no total, cerca de 7 megaparsecs no espaço-tempo. São impressionantes 23 milhões de anos-luz de ponta a ponta, tornando-se uma parte significativa da teia cósmica que conecta o Universo.

“Porphyrion mostra que coisas pequenas e grandes no Universo estão intimamente conectadas. Estamos vendo um único buraco negro que produz uma estrutura em escala semelhante à dos filamentos e vazios cósmicos”, disse o astrônomo Martijn Oei, da Universidade de Leiden, na Holanda, e Caltech disse ao WebCuriosos.

“Se encolhermos os jatos até o tamanho da Terra e do buraco negro correspondentemente, o buraco negro teria o tamanho de 0,2 milímetros: o tamanho de uma ameba ou de um ácaro na pele. Portanto, esses jatos gigantes são incríveis: eles são como se uma única ameba fosse capaz de gerar uma poderosa fonte de energia do tamanho de toda a Terra!”

É uma descoberta maravilhosa e que levanta muitas questões – porque não é uma anomalia. Ele segue os passos de Alcyoneus, uma galáxia com jatos que se estendem por 16 milhões de anos-luz. Isto significa que os ingredientes para gerar jatos “impossíveis” de buracos negros – tão grandes que pensávamos que não seriam capazes de existir – podem na verdade ser bastante normais no Universo.

Os jatos astrofísicos criados por buracos negros possuem mecanismos de formação que não entendemos muito bem.

Sabemos que, quando um buraco negro está se alimentando, parte do material da borda interna do disco que gira e cai no buraco negro é desviado e acelerado ao longo das linhas do campo magnético até os pólos, onde é lançado no espaço como poderosos jatos de plasma e campo magnético, viajando a uma porcentagem significativa da velocidade da luz.

Esses jatos estão por todo o Universo. Buracos negros supermassivos passam por surtos de alimentação e crescimento, e os jatos são uma consequência natural. Mas os jatos de Alcioneu e Porfírio apresentam vários desafios.

A primeira é que, para gerar jatos tão enormes, o buraco negro precisa de se alimentar continuamente – o que implica um enorme reservatório de material – durante um período de cerca de mil milhões de anos, e isso não é típico, embora obviamente não seja impossível. porque estamos olhando os resultados.

A outra é o comprimento dos jatos. Estamos olhando 7,5 bilhões de anos atrás para ver Porphyrion, uma época em que o espaço intergaláctico era mais denso do que é hoje. E quanto mais um jato cresce, mais instável ele se torna. Assim que uma instabilidade for introduzida, o jato deverá desmoronar.

“Tanto o trabalho de caneta e papel quanto as simulações numéricas da física dos jatos sugerem que os jatos são estruturas instáveis: uma vez perturbados, os distúrbios tendem a crescer e não a diminuir”, disse Oei.

“Eventualmente, os jatos são destruídos. Portanto, tais instabilidades (magneto)hidrodinâmicas, juntamente com o tempo limitado de abastecimento dos jatos (que, no entanto, pode se estender por bilhões de anos!) provavelmente estabelecem um 'limite superior' aproximado para o crescimento dos jatos – embora não temos certeza de onde está esse limite.”

Como os jatos de Alcioneu e Porfírio permaneceram estáveis ​​em distâncias tão vastas do espaço-tempo é um mistério.

Mas podem estar a dar-nos algumas pistas sobre como o Universo está estruturado. Abrangendo todas as épocas do espaço-tempo está uma estrutura chamada teia cósmica – um enorme sistema de filamentosconsistindo de matéria escura que cerca gravitacionalmente as galáxias; os centros dos aglomerados de galáxias onde esses filamentos se encontram; e o enorme vazios entre os filamentos.

O comprimento dos jatos de Porphyrion, de acordo com os cálculos da equipe, é de cerca de 66% do raio do o vazio em que Porfírio estava naquele momento.

Isto sugere que estes megajatos podem estar desempenhando um papel na formação da teia cósmica. Eles poderiam, dizem os pesquisadores, ser responsáveis ​​pelas temperaturas estranhamente altas detectadas nos vazios e pelas estruturas do campo magnético neles encontradas. Essas características poderiam ter sido colocadas ali pelos jatos.

Isto é especialmente interessante, porque o buraco negro é de um tipo visto com bastante frequência no Universo primordial – um buraco negro ativo em modo radiativo, que gera muita radiação. Isto pode significar que havia muito mais jatos enormes no Universo primitivo do que imaginamos, desempenhando um papel significativo na escultura da teia cósmica.

Ainda mais tarde, acredita a equipa de investigação, o cosmos poderá estar repleto de galáxias deste tipo.

“Acho que galáxias com jatos gigantes são mais comuns do que imaginamos”, disse Oei.

“Isso ocorre porque os sistemas de jatos gigantes se tornam mais difíceis de observar à medida que crescem. Eles também são mais difíceis de observar no Universo mais distante. Portanto, o número de jatos gigantes detectados no momento é limitado pelas nossas capacidades instrumentais. Uma vez que os instrumentos melhorem nos próximos anos, espero que sejam encontradas muito mais galáxias com jatos gigantes.”

E com eles, esperançosamente, algumas respostas para essas lindas e intrigantes perguntas.

A pesquisa da equipe foi publicada em Natureza.