MADRID 10 jun. (EUROPA PRESS) -
O observatório Chandra da NASA capturou um buraco negro ejetando um jato surpreendentemente poderoso no universo primitivo, tão poderoso que é iluminado pelo brilho posterior do Big Bang.
Os astrônomos usaram o Chandra e o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) para estudar esse buraco negro e seu jato em um período chamado "meio-dia cósmico", que ocorreu cerca de três bilhões de anos após a origem do universo. Durante esse período, a maioria das galáxias e buracos negros supermassivos estavam crescendo mais rapidamente do que em qualquer outro momento da história do Universo.
A imagem principal é uma impressão artística que mostra o material em um disco caindo em direção a um buraco negro supermassivo. Um jato está se afastando do buraco negro em direção ao canto superior direito, conforme detectado pelo Chandra no novo estudo. O buraco negro está a 11,6 bilhões de anos-luz da Terra quando o fundo cósmico de micro-ondas (CMB), o brilho posterior do Big Bang, era muito mais denso do que é agora, informa a NASA.
À medida que os elétrons dos jatos se afastam do buraco negro, eles atravessam o mar de radiação CMB e colidem com fótons de micro-ondas. Essas colisões elevam a energia dos fótons para a banda de raios X (roxo e branco), permitindo que o Chandra os detecte mesmo a essa grande distância, conforme mostrado na inserção.
De fato, os pesquisadores identificaram e confirmaram a existência de dois buracos negros diferentes com jatos de mais de 300.000 anos-luz de comprimento. Ambos os buracos negros estão localizados a 11,6 bilhões e 11,7 bilhões de anos-luz da Terra, respectivamente. As partículas em um jato se movem a 95-99% da velocidade da luz (denominado J1405+0415) e as do outro a 92-98% da velocidade da luz (J1610+1811). O jato de J1610+1811 é extraordinariamente poderoso, transportando cerca de metade da energia da intensa luz do gás quente que orbita o buraco negro.
A equipe conseguiu detectar esses jatos, apesar da grande distância e da separação próxima dos buracos negros supermassivos brilhantes e em crescimento - conhecidos como "quasares" - graças à visão de raios X nítida do Chandra e ao fato de que a CMB era muito mais densa na época do que é agora, o que aumenta o impulso de energia descrito acima.
Quando os jatos de um quasar se aproximam da velocidade da luz, a teoria da relatividade especial de Einstein cria um efeito de brilho dramático. Os jatos que se dirigem à Terra parecem muito mais brilhantes do que aqueles que apontam na direção oposta. O mesmo brilho observado pelos astrônomos pode vir de combinações muito diferentes de velocidade e ângulo de visão. Um jato voando próximo à velocidade da luz, mas se afastando de nós, pode parecer tão brilhante quanto um jato mais lento apontando diretamente para a Terra.
Os pesquisadores desenvolveram um novo método estatístico que finalmente resolveu o desafio de separar os efeitos da velocidade e do ângulo de visão. A abordagem deles reconhece um viés fundamental: os astrônomos têm maior probabilidade de descobrir jatos apontando para a Terra simplesmente porque os efeitos relativísticos fazem com que eles pareçam mais brilhantes. Eles incorporaram esse viés usando uma distribuição de probabilidade modificada, que explica como os jatos que apontam para ângulos diferentes são detectados nas pesquisas.
Seu método funciona usando primeiro a física de como as partículas do jato espalham a CMB para determinar a relação entre a velocidade do jato e o ângulo de visão. Em seguida, em vez de presumir que todos os ângulos são igualmente prováveis, ele aplica o efeito de seleção relativística: os jatos que são direcionados para nós (ângulos menores) são super-representados em nossos catálogos. Ao executar dez mil simulações combinando essa distribuição distorcida com seu modelo físico, ele finalmente conseguiu determinar os ângulos de visão mais prováveis: cerca de 9 graus para J1405+0415 e 11 graus para J1610+1811.
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