FLASH INTENSO DO BURACO NEGRO DA VIA LÁCTEA ILUMINOU GÁS BEM PARA LÁ DA NOSSA GALÁXIA 5 de junho de 2020
Ilustração de um enorme surto da vizinhança do buraco negro central da Via Láctea que enviou cones de intensa radiação ultravioleta acima e abaixo do plano da Galáxia e para o espaço. O cone de radiação expelido do polo sul da Via Láctea iluminou uma estrutura massiva de gás em forma de fita chamada Corrente de Magalhães. Este vasto comboio de gás acompanha as duas mais famosas galáxias satélites da Via Láctea: a Grande Nuvem de Magalhães e a sua companheira, a Pequena Nuvem de Magalhães. Os astrónomos estudaram linhas de visão a quasares bem para lá da Corrente de Magalhães e por trás de outra característica conhecida como Braço Principal, um "braço" gasoso e esfarrapado que precede a GNM e a PNM na sua órbita em torno da Via Láctea. Ao contrário da Corrente de Magalhães, o Braço Principal não mostrou evidências de ter sido iluminado pelo surto. O mesmo evento que provocou o surto de radiação também "arrotou" o plasma quente que agora está a elevar-se a cerca de 30.000 anos-luz acima e abaixo do plano da nossa Galáxia. Estas bolhas, visíveis apenas em raios-gama e com uma massa equivalente a milhões de sóis, são chamadas Bolhas de Fermi. Pensava-se que as Bolhas de Fermi e a Corrente de Magalhães eram separadas e que não tinham relação uma com a outra, mas agora parece que o mesmo flash poderoso do buraco negro central da nossa Galáxia desempenhou um papel em ambas.
Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STScI)
Há cerca de 3,5 milhões de anos, o buraco negro supermassivo no centro da nossa Via Láctea libertou uma enorme explosão de energia. Os nossos antepassados primitivos, que já percorriam as planícies africanas, provavelmente teriam testemunhado este surto como um brilho fantasmagórico bem alto na direção da constelação de Sagitário. Pode ter persistido durante um milhão de anos.
Agora, eras depois, os astrónomos estão a usar as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble da NASA para descobrir ainda mais pistas sobre esta explosão cataclísmica. Olhando para os arredores da nossa Galáxia, descobriram que o "holofote" do buraco negro chegou tão longe no espaço que iluminou um vasto comboio de gás que segue as duas proeminentes galáxias satélites da Via Láctea: a Grande Nuvem de Magalhães (GNM) e a sua companheira, a Pequena Nuvem de Magalhães (PNM).
O surto do buraco negro foi provavelmente provocado por uma grande nuvem de hidrogénio com até 100.000 vezes a massa do Sol caindo sobre o disco de material que rodopia perto do buraco negro central. A explosão resultante enviou cones de intensa radiação ultravioleta acima e abaixo do plano da Galáxia e para as profundezas do espaço.
O cone de radiação que explodiu do polo sul da Via Láctea iluminou uma enorme estrutura gasosa em forma de fita chamada Corrente de Magalhães. O flash iluminou uma parte do fluxo, ionizando o seu hidrogénio (o suficiente para produzir 100 milhões de sóis) ao remover os átomos dos seus eletrões.
"O flash foi tão poderoso que iluminou o fluxo como uma árvore de Natal - foi um evento cataclísmico!" disse o investigador principal Andrew Fox do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore. "Isto mostra-nos que diferentes regiões da Galáxia estão ligadas - o que acontece no Centro Galáctico faz diferença no que acontece na Corrente de Magalhães. Estamos a aprender mais sobre como o buraco negro afeta a Galáxia e o seu ambiente."
A equipa de Fox usou as capacidades ultravioletas do Hubble para examinar o fluxo usando quasares de fundo - os núcleos brilhantes de galáxias ativas e distantes - como fontes de luz. O instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble pode ver as impressões digitais dos átomos ionizados na luz ultravioleta dos quasares. Os astrónomos estudaram as linhas de visão de 21 quasares bem para lá da Corrente de Magalhães e 10 por trás de outro elemento chamado Braço Principal, um "braço" gasoso e esfarrapado que precede a GNM e a PNM na sua órbita em torno da Via Láctea.
"Quando a luz do quasar passa pelo gás em que estamos interessados, parte da luz em comprimentos de onda específicos é absorvida pelos átomos na nuvem," disse Elain Frazer, do STScI, que analisou as linhas de visão e descobriu novas tendências nos dados. "Quando observamos o espectro de luz quasar em comprimentos de onda específicos, vemos evidências de absorção de luz que não veríamos se a luz não tivesse passado pela nuvem. A partir disto, podemos tirar conclusões sobre o próprio gás."
A equipa encontrou evidências de que os iões haviam sido criados na Corrente de Magalhães por um flash energético. A explosão foi tão poderosa que iluminou a corrente, embora esta estrutura esteja a cerca de 200.000 anos-luz do Centro Galáctico.
Ao contrário da Corrente de Magalhães, o Braço Principal não mostrou evidências de ter sido iluminado pelo surto. Isto faz sentido, porque o Braço Principal não está situado logo abaixo do polo galáctico sul, de modo que não foi banhado pela radiação da explosão.
O mesmo evento que provocou o surto de radiação também "arrotou" o plasma quente que agora está a elevar-se a cerca de 30.000 anos-luz acima e abaixo do plano da nossa Galáxia. Estas bolhas invisíveis, com uma massa equivalente a milhões de sóis, são chamadas Bolhas de Fermi. O seu brilho energético de raios-gama foi descoberto em 2010 pelo Telescópio de Raios-gama Fermi da NASA. Em 2015, Fox usou a espectroscopia ultravioleta do Hubble para medir a velocidade de expansão e a composição dos lóbulos em crescimento.
Agora, a sua equipa conseguiu estender o alcance do Hubble para lá das bolhas. "Sempre pensámos que as Bolhas de Fermi e a Corrente de Magalhães eram separadas, que não tinham relação e que faziam as suas próprias coisas em diferentes partes do halo da Galáxia" disse Fox. "Vemos agora que o mesmo flash poderoso do buraco negro central da nossa Galáxia desempenhou um papel importante em ambas."
Esta investigação só foi possível devido à capacidade ultravioleta única do Hubble. Devido aos efeitos de filtragem da atmosfera da Terra, a luz ultravioleta não pode ser estudada a partir do solo. "É uma região muito rica do espectro eletromagnético - existem muitas características que podem ser medidas no ultravioleta," explicou Fox. "Se trabalhamos com o visível e com o infravermelho, não as podemos ver. É por isso que precisamos de ir para o espaço para o fazer. Para este tipo de trabalho, o Hubble é único."
Os achados, que serão publicados na revista The Astrophysical Journal, foram apresentados durante uma conferência de imprensa dia 2 de junho na 236.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana, que este ano se realizou online.
Há 3,5 milhões de anos - um mero piscar de olhos em termos de tempo cósmico - uma tremenda explosão abalou o centro da nossa Galáxia. Os nossos antepassados distantes, que já percorriam as planícies africanas, provavelmente teriam visto o surto resultante como um brilho fantasmagórico bem alto no céu noturno. Agora, os astrónomos usaram as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble da NASA para descobrir ainda mais pistas desta explosão cataclísmica.
Crédito: NASA, ESA, G. Cecil (UNC, Chapel Hill) e J. DePasquale (STScI)
