Uma galáxia com pelo menos um buraco negro supermassivo ativo - chamado OJ 287 - causou muitas irritações e dúvidas no passado. A radiação emitida por este objeto abrange uma ampla gama - desde o rádio até as energias mais altas no regime TeV. A periodicidade potencial na emissão óptica variável fez desta galáxia uma candidata a hospedar um buraco negro binário supermassivo em seu centro. O objeto foi então rotulado como uma pedra de Roseta de núcleos galácticos ativos expressando a esperança de que este objeto pudesse ser um objeto prototípico e uma vez decifrado, poderia explicar propriedades fundamentais de buracos negros ativos em geral. Agora, uma equipe internacional de astrônomos liderados por pesquisadores de Max Planck descobriu que o núcleo galáctico ativo do OJ 287 gera um jato de precessão suave em uma escala de tempo de cerca de 22 anos. A precessão do jato observada também poderia explicar a variabilidade na radiação da galáxia. Esta detecção resolve muitos enigmas de uma vez e fornece uma chave para a compreensão da variabilidade em núcleos galácticos ativos.

Os resultados são publicados na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society (21 de junho de 2018).

Demorou muito para decifrar os hieróglifos egípcios, as inscrições das pirâmides. Finalmente teve sucesso com a ajuda da chamada Pedra de Roseta encontrada em 1799. Esta estela foi inscrita com três versões do mesmo texto - uma em egípcio antigo usando escrita hieroglífica, um no script Demotic, e o de baixo em grego antigo. Percebendo que é o mesmo texto, os hieróglifos enigmáticos podiam ser decifrados e traduzidos com a ajuda da antiga língua grega. Essa descoberta abriu uma janela totalmente nova para entender a cultura egípcia antiga. Uma equipe de pesquisa agora decifrou o jato de uma galáxia que foi chamada de Pedra de Roseta dos blazares. Blazares são núcleos galácticos ativos onde um buraco negro supermassivo central está sendo alimentado.

A conhecida galáxia OJ 287, a uma distância de cerca de 3,5 bilhões de anos-luz, abriga pelo menos um buraco negro supermassivo pesando milhões a bilhões de massas solares. O buraco negro supermassivo está ativo e produz um jato - uma corrente de plasma que se origina na região nuclear central das galáxias nas proximidades do buraco negro central. Este jato é observável em comprimentos de onda de rádio. A galáxia também é um alvo bem conhecido dos astrônomos ópticos. As flutuações de brilho desta galáxia no regime óptico são lendárias e têm sido observadas desde o final do século 19, fornecendo uma das curvas de luz mais longas da astronomia.

Contudo, apesar de décadas de observações de rádio de muitas fontes de jato e muitos estudos sofisticados, os jatos permaneceram enigmáticos. Tradicionalmente, a origem das variações de brilho do jato observadas em comprimentos de onda de rádio foi atribuída ao mecanismo de alimentação do jato pelo sistema de buraco negro central. Por outro lado, as características de movimento observadas nos jatos - chamadas de nós - foram atribuídas a choques viajando no jato. Os pesquisadores procuraram uma conexão entre os dois fenômenos, mas isso não pôde ser feito de forma consistente até agora.

A equipe de pesquisa liderada por Silke Britzen do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR) em Bonn usou uma técnica de observação inteligente para monitorar o jato do OJ 287 perto de seu local de lançamento perto do buraco negro central em detalhes preciosos. A técnica de rádio interferometria envolve radiotelescópios ao redor do globo a fim de construir um telescópio monstro virtual do diâmetro da Terra que seja capaz de aproximar-se do centro das galáxias e observar jatos próximos ao buraco negro central com resolução sem precedentes.

Ao considerar um grande conjunto de dados que abrange um longo período de tempo, a equipe agora encontrou fortes indícios de que ambos os fenômenos têm a mesma origem:os dois tipos de observações podem ser explicados apenas pelo movimento do jato. O próprio jato está em precessão. Michal Zajacek, também do MPIfR, quem fez a modelagem do modelo de precessão:"As variações de brilho resultam da precessão do jato que induz uma variação do aumento do Doppler quando o ângulo de visão do jato muda. Foi realmente surpreendente quando descobrimos que não só o jato precessa , também parece seguir um movimento semelhante a uma nutação menor. O movimento combinado de precessão-nutação leva à variabilidade do rádio e também pode explicar algumas das explosões de luz. "

"Percebemos que é o mesmo processo físico que explica o jato vagando no céu e as variações de brilho da galáxia - essa é a mudança de movimento do jato. É tudo geometria e determinística. Nenhuma mágica envolvida, até aqui", acrescenta Silke Britzen. "Isso oferece uma oportunidade única de entender os jatos e sua origem potencial nas imediações do buraco negro. Este jato realmente serve como uma pedra de Roseta para nós e permitirá entender os jatos e seus buracos negros ativos de forma muito mais fundamental."

Britzen e sua equipe estão convencidos de que o cenário de precessão também pode explicar os 130 anos de queima óptica desta fonte, mas, como sempre, mais dados e mais trabalho são necessários para uma confirmação final.

Uma questão premente permanece sobre a origem da precessão do jato. A precessão é um processo físico bem conhecido dos piões ou da própria Terra. O eixo de rotação do nosso planeta não é estável, mas orbita no espaço com um período de 26, 000 anos devido à influência das marés do Sol e da lua. Para a precessão do jato no OJ 287, a equipe indicou dois cenários possíveis. "Ou temos um sistema de dois buracos negros supermassivos com o jato de ejeção do disco forçado a oscilar pelos efeitos de maré do buraco negro secundário ou um único buraco negro que está interagindo de forma maré com um disco de acreção desalinhado." conclui Christian Fendt do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg.

De qualquer jeito, o jato da galáxia ativa OJ 287 é um dos jatos mais bem compreendidos até agora e certamente será usado para decifrar outros jatos extragaláticos também. Pode até ajudar a desvendar ainda mais a atividade enigmática dos buracos negros supermassivos.