Os astrônomos descobriram um golpe duplo cósmico diferente de todos os já vistos. Dois dos fenômenos mais poderosos do Universo, um buraco negro supermassivo, e a colisão de aglomerados de galáxias gigantes, se combinaram para criar um acelerador de partículas cósmicas estupendo.

Ao combinar dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, o Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) na Índia, a Matriz Muito Grande de Karl G. Jansky da NSF, e outros telescópios, pesquisadores descobriram o que acontece quando a matéria ejetada por um buraco negro gigante é varrida na fusão de dois enormes aglomerados de galáxias.

"Vimos cada um desses fenômenos espetaculares separadamente em muitos lugares, "disse Reinout van Weeren do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) em Cambridge, Massa., que conduziu o estudo que aparece na edição inaugural da revista Astronomia da Natureza . "Esta é a primeira vez, Contudo, que os vimos claramente ligados entre si no mesmo sistema. "

Este duplo golpe cósmico é encontrado em um par de aglomerados de galáxias em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412, localizados a cerca de dois bilhões de anos-luz da Terra. Os dois clusters são muito grandes, cada um pesando cerca de um quatrilhão - ou um milhão de bilhões - de vezes a massa do Sol.

A aparência em forma de cometa dos raios-X detectados pelo Chandra é produzida pelo gás quente de um aglomerado que atravessa o gás quente do outro aglomerado. Dados ópticos do Observatório Keck e do telescópio Subaru do Japão, ambos em Mauna Kea, Havaí, detectou as galáxias em cada aglomerado.

Primeiro, pelo menos um giro, buraco negro supermassivo em um dos aglomerados de galáxias produziu uma rotação, funil magnético firmemente enrolado. Os poderosos campos eletromagnéticos associados a esta estrutura aceleraram parte do fluxo de gás da vizinhança do buraco negro na forma de um gás, jato de alta velocidade.

Então, essas partículas aceleradas no jato foram aceleradas novamente quando encontraram ondas de choque colossais - versões cósmicas de explosões sônicas geradas por aeronaves supersônicas - produzidas pela colisão de nuvens de gás massivas associadas aos aglomerados de galáxias.

"É quase como lançar um foguete na órbita baixa da Terra e, em seguida, ser atirado para fora do Sistema Solar por uma segunda explosão de foguete, "disse o coautor Felipe Andrade-Santos, também do CfA. “Essas partículas estão entre as partículas mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia. "

Esta descoberta resolve um antigo mistério na pesquisa de aglomerados de galáxias sobre a origem de belos redemoinhos de emissão de rádio que se estendem por milhões de anos-luz, detectado em Abell 3411 e Abell 3412 com o GMRT.

A equipe determinou que, à medida que as ondas de choque viajam pelo aglomerado por centenas de milhões de anos, as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.

"Este resultado mostra que uma combinação notável de eventos poderosos geram essas fábricas de aceleração de partículas, que são os maiores e mais poderosos do Universo, "disse o co-autor William Dawson, do Lawrence Livermore National Lab em Livermore, Calif. "É um pouco poético que tenha sido necessária uma combinação dos maiores observatórios do mundo para entender isso."

Estes resultados foram apresentados na 229ª reunião da reunião da Sociedade Astronômica Americana em Grapevine, TX. Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. O Observatório Astrofísico Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, controla a ciência e as operações de voo do Chandra.