No centro de uma galáxia chamada NGC 1068, um buraco negro supermassivo se esconde dentro de uma espessa nuvem de poeira e gás em forma de rosca. Quando os astrônomos usaram o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para estudar esta nuvem em mais detalhes, eles fizeram uma descoberta inesperada que poderia explicar por que buracos negros supermassivos cresceram tão rapidamente no início do Universo.

“Graças à espetacular resolução do ALMA, medimos o movimento do gás nas órbitas internas ao redor do buraco negro, "explica Violette Impellizzeri, do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), trabalhando no ALMA no Chile e autor principal em um artigo publicado no Astrophysical Journal . "Surpreendentemente, encontramos dois discos de gás girando em direções opostas. "

Buracos negros supermassivos já existiam quando o Universo era jovem - apenas um bilhão de anos após o Big Bang. Mas como esses objetos extremos, cujas massas são até bilhões de vezes a massa do Sol, teve tempo para crescer em um período de tempo relativamente curto, é uma questão pendente entre os astrônomos. Esta nova descoberta do ALMA pode fornecer uma pista. "Os fluxos de gás em contra-rotação são instáveis, o que significa que as nuvens caem no buraco negro mais rápido do que em um disco com uma única direção de rotação, "disse Impellizzeri." Esta poderia ser uma maneira pela qual um buraco negro pode crescer rapidamente. "

NGC 1068 (também conhecido como Messier 77) é uma galáxia espiral a aproximadamente 47 milhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Cetus. Em seu centro está um núcleo galáctico ativo, um buraco negro supermassivo que se alimenta ativamente de um buraco negro, disco giratório de gás e poeira, também conhecido como disco de acreção.

Observações anteriores do ALMA revelaram que o buraco negro não está apenas engolindo material, mas também expelindo gás em velocidades incrivelmente altas - até 500 quilômetros por segundo (mais de um milhão de milhas por hora). Esse gás que é expelido do disco de acreção provavelmente contribui para esconder a região ao redor do buraco negro dos telescópios ópticos.

Impellizzeri e sua equipe usaram a capacidade superior das lentes de zoom do ALMA para observar o gás molecular ao redor do buraco negro. Inesperadamente, eles encontraram dois discos de gás em contra-rotação. O disco interno se estende por 2-4 anos-luz e segue a rotação da galáxia, enquanto o disco externo (também conhecido como toro) se estende por 4-22 anos-luz e gira no sentido oposto.

"Não esperávamos ver isso, porque o gás que cai em um buraco negro normalmente gira em torno dele em apenas uma direção, "disse Impellizzeri." Algo deve ter perturbado o fluxo, porque é impossível que uma parte do disco comece a girar para trás por conta própria. "

A contra-rotação não é um fenômeno incomum no espaço. "Vemos isso nas galáxias, geralmente a milhares de anos-luz de distância de seus centros galácticos, "explicou o co-autor Jack Gallimore, da Bucknell University em Lewisburg, Pensilvânia. “A contra-rotação sempre resulta da colisão ou interação entre duas galáxias. O que torna este resultado notável é que o vemos em uma escala muito menor, dezenas de anos-luz em vez de milhares do buraco negro central. "

Os astrônomos pensam que o fluxo para trás em NGC 1068 pode ser causado por nuvens de gás que caíram da galáxia hospedeira, ou por uma pequena galáxia passando em uma órbita em contra-rotação capturada no disco.

No momento, o disco externo parece estar em uma órbita estável ao redor do disco interno. "Isso vai mudar quando o disco externo começar a cair no disco interno, o que pode acontecer após algumas órbitas ou algumas centenas de milhares de anos. Os fluxos giratórios de gás irão colidir e se tornar instáveis, e os discos provavelmente entrarão em colapso em um evento luminoso quando o gás molecular cair no buraco negro. Infelizmente, não estaremos lá para testemunhar os fogos de artifício, "disse Gallimore.