O Telescópio Espacial James Webb (JWST) detectou uma colossal erupção de gás superaquecido na galáxia vizinha VV 340a, impulsionada por jatos de um buraco negro supermassivo que estão rasgando a galáxia. Este fenômeno sem precedentes, cuja energia é comparável à explosão de 10 quintilhões de bombas de hidrogênio por segundo, está inibindo a formação de estrelas e redefinindo nossa compreensão da dinâmica cósmica. A descoberta, detalhada em um estudo publicado na revista Science por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine, revela um cenário galáctico violento e inesperado, conforme noticiado pelo ScienceDaily.
A intensidade e a escala desses jatos excedem em muito qualquer coisa observada anteriormente, estendendo-se por milhares de anos-luz para além do disco galáctico de VV 340a. O gás superaquecido, detectado em dados do JWST, forma duas nebulosas alongadas que emanam de ambos os lados do núcleo da galáxia, onde reside o buraco negro ativo. Cada uma dessas estruturas se estende por pelo menos três kiloparsecs, o que é notável, considerando que a espessura total do disco da galáxia VV 340a é de aproximadamente três kiloparsecs. Justin Kader, pós-doutorando em física e astronomia da UC Irvine e principal autor do estudo, destacou que em outras galáxias, esse tipo de gás altamente energizado geralmente se restringe a dezenas de parsecs do buraco negro, fazendo desta descoberta algo 30 vezes maior ou mais.
A observação desafia modelos estabelecidos sobre a coevolução entre buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras, sugerindo que o impacto desses gigantes cósmicos pode ser muito mais generalizado do que se pensava. As implicações para a formação estelar são profundas, pois a ejeção massiva de gás remove o material essencial para o nascimento de novas estrelas, moldando o destino da galáxia de maneiras inesperadas.
A dança cósmica dos jatos e o gás coronal
A imagem completa desses jatos e do gás coronal brilhante só foi possível ao combinar dados de múltiplos observatórios. O Telescópio Espacial James Webb, com suas capacidades infravermelhas, foi crucial para penetrar a espessa poeira da galáxia VV 340a e revelar o gás coronal superaquecido perto do núcleo. Este gás coronal, um plasma altamente ionizado e extremamente quente, é geralmente encontrado muito próximo de um buraco negro e raramente se espalha tão longe na galáxia hospedeira, tornando a descoberta altamente incomum.
As observações de rádio do Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), no Novo México, revelaram um par de jatos de plasma massivos emergindo de lados opostos da galáxia, traçando um caminho espiralado no espaço. Esse padrão, conhecido como “precessão do jato”, descreve uma mudança gradual na direção dos jatos ao longo do tempo, similar ao movimento de um pião que oscila lentamente. Justin Kader enfatizou que esta é a primeira vez que se observa um jato de rádio em escala kiloparsec, ou galáctica, impulsionando um fluxo massivo de gás coronal em uma galáxia de disco. Além disso, dados ópticos do Observatório W. M. Keck, no Havaí, identificaram gás mais frio estendendo-se ainda mais, a até 15 kiloparsecs do buraco negro, considerado um “registro fóssil” de interações passadas dos jatos com a galáxia.
Impacto galáctico e a perda de matéria estelar
A energia cinética do gás coronal emana de forma tão potente que equivale à explosão de 10 quintilhões de bombas de hidrogênio a cada segundo. Vivian U, coautora sênior e cientista associada no Infrared Processing and Analysis Center do Caltech, expressou surpresa com a extensão e coerência da estrutura de gás coronal observada. “Esperávamos que o JWST abrisse a janela de comprimento de onda onde essas ferramentas para sondar buracos negros supermassivos ativos estariam disponíveis para nós, mas não esperávamos ver uma emissão tão colimada e estendida no primeiro objeto que observamos. Foi uma grata surpresa”, afirmou.
Os pesquisadores estimam que os jatos estão expelindo gás suficiente da VV 340a para inibir a formação de cerca de 19 massas solares de estrelas por ano. Essa taxa de perda de gás é significativa o suficiente para influenciar drasticamente o número de novas estrelas que a galáxia pode formar, demonstrando que mesmo jatos de buracos negros de “baixa potência” podem ter um impacto substancial em seu entorno cósmico. A descoberta sugere que esses fenômenos de precessão de jatos, embora antes associados a galáxias elípticas mais antigas e sem formação estelar, podem ser um fator crucial na evolução de galáxias espirais mais jovens, como a VV 340a, e possivelmente até mesmo a nossa própria Via Láctea.
A identificação de uma erupção galáctica de tal magnitude pelo Telescópio Espacial James Webb oferece uma visão sem precedentes sobre os mecanismos pelos quais os buracos negros supermassivos influenciam a evolução das galáxias. Compreender esses processos é fundamental para desvendar como as galáxias se formam e se desenvolvem ao longo do tempo. As futuras observações de outras galáxias com o JWST e outros telescópios serão cruciais para determinar a frequência e a variabilidade desses eventos, o que poderá reescrever nossa compreensão sobre a história e o destino de sistemas galácticos no universo.
