Aprofunda-se o mistério das coroas em torno de buracos negros supermassivos

Com a ajuda de observações realizadas com o ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) um grupo de investigadores do instituto RIKEN e da agência aeroespacial JAXA, no Japão, mediu a intensidade de campos magnéticos nas proximidades de dois buracos negros supermassivos existentes nos centros de um importante tipo de galáxias ativas. Foi com surpresa que descobriram que a intensidades desses campos não parecem ser suficientes para alimentar as coroas (nuvens de plasma altamente aquecido) que se observam em torno dos buracos negros.

Há muito que se sabe que os buracos negros supermassivos que existem no centro das galáxias, ofuscando algumas vezes as próprias galáxias hospedeiras, têm à sua volta grandes quantidades de plasma altamente aquecido, semelhantes à coroa em torno do Sol. Mas para os buracos negros, estas coroas podem ser aquecidas à temperatura espantosa de mil milhões de graus Celsius. Durante muito tempo pensou-se que, tal como acontece com o Sol, as coroas eram aquecidas pela energia dos campos magnéticos. No entanto, esses campos nunca foram medidos, ficando a incerteza em relação ao mecanismo exato.

Num artigo de 2014, o grupo de investigação previu que os eletrões no plasma em torno dos buracos negros emitiriam um tipo especial de luz, conhecido como radiação de sincrotrão, já que existem juntamente com as forças magnéticas nas coroas. Em termos específicos, essa radiação estaria na banda de rádio, o que significa que seria luz com um comprimento de onda muito longo e baixa frequência. O grupo avançou então para a medição dos campos.

Decidiram analisar os dados de dois núcleos galácticos ativos próximos (em termos astronómicos), IC 4329A, que fica a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância, e NGC 985, que fica a aproximadamente 580 milhões de anos-luz. Começaram por fazer medições com o observatório ALMA no Chile comparando-as depois com observações de outros dois radiotelescópios: o observatório VLA, nos Estados Unidos, e o observatório ATCA, na Austrália, que medem bandas de frequência ligeiramente diferentes. A equipa descobriu que, de facto, havia um excesso de emissões de rádio provenientes da radiação de sincrotrão, para além das emissões dos jatos lançados pelos buracos negros.

Através das observações, a equipa deduziu que as coroas tinham o tamanho aproximado de 40 raios de Schwarzschild (o raio de um buraco negro, do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar), e a intensidade de cerca de 10 gauss, um número que representa um pouco mais que o do campo magnético à superfície da Terra, mas menos que o de um íman típico para colar ao frigorífico.

“A surpresa”, disse Yoshiyuki Inoue, principal autor do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal, “é que embora tenhamos confirmado a emissão de radiação de sincrotrão de rádio da coroa em ambos os objetos, verifica-se que o campo magnético que medimos é muito fraco para ser capaz de gerar o intenso aquecimento das coroas em redor desses buracos negros.” Inoue observou também que o mesmo fenómeno foi observado nas duas galáxias, o que implica que pode ser um fenómeno geral.

Em termos futuros, Inoue declarou que a equipa planeia procurar sinais de poderosos raios gama, que devem acompanhar as emissões de rádio, para que se possa compreender melhor o que está a acontecer no ambiente vizinho aos buracos negros supermassivos.

Fontes da notícia: ALMA e Phys.org