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A explosão rara e enigmática de uma galáxia a 236 milhões de anos-luz de distância pode ter sido desencadeada por inversão magnética: uma inversão espontânea do campo magnético que rodeia o buraco negro central.

Recriação da invulgar explosão da galáxia 1ES 1927+654. A inversão repentina do campo magnético que rodeia o buraco negro central com um milhão de massas solares pode ter desencadeado a explosão. Crédito: NASA.

Numa nova investigação, uma equipa científica internacional liga as características invulgares da erupção a alterações no ambiente do buraco negro, que teriam provavelmente sido desencadeadas por esta inversão magnética.

Explore a invulgar erupção de 1ES 1927+654, uma galáxia localizada a 236 milhões de anos-luz na constelação do Dragão. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight.

“Foram observadas alterações rápidas na luz visível e ultravioleta em algumas dezenas de galáxias semelhantes a esta”, disse Sibasish Laha, cientista investigador da Universidade de Maryland, Condado de Baltimore, e do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Mas este evento marca a primeira vez em que vimos os raios-X a desaparecer por completo enquanto os outros comprimentos de onda aumentam de brilho.”

O artigo, liderado por Laha, que descreve estas descobertas foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

A equipa de investigação analisou observações novas e de arquivo em todo o espectro. O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e o satélite XMM-Newton da ESA forneceram medições de UV e raios-X. As observações de luz visível vieram do Telescópio Nacional Galileo, de 3,6 metros, de Itália e do Gran Telescopio Canarias, de 10,4 metros, ambos localizados na ilha de La Palma, Canárias, Espanha. As medições de rádio foram obtidas pelo Very Long Baseline Array, uma rede de 10 radiotelescópios localizados nos Estados Unidos, pelo Very Large Array no Novo México e pela Rede Europeia VLBI (Very Long Baseline Interferometer).

No início de março de 2018, o All-Sky Automated Survey for Supernovae alertou os astrónomos de que uma galáxia, designada por 1ES 1927+654, tinha aumentado quase 100 vezes de brilho em luz visível. A procura de deteções anteriores pelo ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), da NASA, mostrou que a erupção tinha começado meses antes, no final de 2017.

Quando o Swift examinou pela primeira vez a galáxia, em maio de 2018, a sua emissão UV tinha aumentado 12 vezes, mas estava a diminuir de forma constante, indicando um pico anterior não observado. Depois, em junho, a emissão de raios-X mais energéticos desapareceu.

“Foi muito emocionante aprofundar o estranho episódio explosivo desta galáxia e tentar perceber os possíveis processos físicos em ação”, disse José Acosta-Pulido, coautor do estudo e investigador do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), em Tenerife.

A maior parte das grandes galáxias, incluindo a Via Láctea, hospeda um buraco negro supermassivo, que pode ter milhões ou milhares de milhões de vezes a massa do Sol. Quando a matéria cai em direção a um destes objetos, primeiro acumula-se numa vasta estrutura achatada chamada disco de acreção. À medida que a matéria vai girando lentamente em espiral para o interior, aquece e emite luz visível, ultravioleta e raios-X de baixa energia. Perto do buraco negro, uma nuvem de partículas extremamente quentes – a chamada coroa – produz raios-X mais energéticos. O brilho destas emissões depende da quantidade de matéria que flui em direção ao buraco negro.

“Uma anterior interpretação da erupção sugeria que ela tinha sido desencadeada por uma estrela que passou tão perto do buraco negro que foi destruída, interrompendo o fluxo de gás”, disse Josefa Becerra González, coautora e também investigadora do IAC. “Mostrámos que um evento como este desapareceria mais rapidamente que esta explosão.”

O singular desaparecimento da emissão de raios-X dá aos astrónomos uma pista importante. Eles suspeitam que o campo magnético do buraco negro cria e mantém a coroa, logo, qualquer alteração magnética poderá afetar as propriedades dos seus raios-X.

“Uma inversão magnética, em que o polo norte se torna sul e vice-versa, parece adequar-se melhor às observações”, disse Mitchell Begelman, coautor e professor do departamento de ciências astrofísicas e planetárias da Universidade do Colorado, Boulder. Ele e a sua equipa, o investigador de pós-doutoramento e coautor Nicolas Scepi e o professor Jason Dexter, desenvolveram o modelo magnético. “O campo inicialmente enfraquece na periferia do disco de acreção, levando a um maior aquecimento e aumento de brilho em luz visível e UV”, explicou.

À medida que a inversão avança, o campo torna-se tão fraco que já não pode manter a coroa – a emissão de raios-X desaparece. Depois, o campo magnético intensifica-se gradualmente na sua nova orientação. Em outubro de 2018, cerca de 4 meses após o seu desaparecimento, os raios-X reapareceram, indicando que a coroa tinha sido totalmente restaurada. No verão de 2021, a galáxia tinha regressado completamente ao estado anterior à erupção.

As inversões magnéticas são provavelmente eventos comuns no cosmos. O registo geológico mostra que o campo da Terra muda de direção de forma imprevisível, tendo no passado recente sofrido em média algumas inversões a cada milhão de anos. O Sol, pelo contrário, sofre inversões magnéticas relacionadas com o seu ciclo normal de atividade, alternando os polos norte e sul a cada 11 anos aproximadamente.

Fonte da notícia: NASA

Tradução: Teresa Direitinho

 

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