As saídas de gás são características comuns de buracos negros supermassivos ativos que residem no centro de grandes galáxias. Milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, esses buracos negros se alimentam de grandes discos de gás que giram em torno deles. Ocasionalmente, os buracos negros comem muito e soltam um vento ultrarrápido, ou saída. Esses ventos podem ter uma forte influência na regulação do crescimento da galáxia hospedeira, eliminando o gás circundante e suprimindo a formação de estrelas.

Os cientistas já fizeram a observação mais detalhada até agora de tal fluxo, vindo de uma galáxia ativa chamada IRAS 13224-3809. A temperatura do fluxo de saída mudou em escalas de tempo de menos de uma hora, que é centenas de vezes mais rápido do que nunca. As rápidas flutuações na temperatura de saída indicaram que a saída estava respondendo às emissões de raios-X do disco de acreção, uma zona densa de gás e outros materiais que circunda o buraco negro.

As novas observações são publicadas no jornal Natureza em 2 de março, 2017

"Embora já tenhamos visto esses fluxos antes, esta observação foi a primeira vez que pudemos ver o lançamento dos gases sendo conectado com mudanças na luminosidade dos buracos negros, "disse Erin Kara, um pesquisador de pós-doutorado em astronomia na Universidade de Maryland e um co-autor do estudo.

Os cientistas fizeram essas medições usando dois telescópios espaciais, O telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA e o XMM-Newton da Agência Espacial Européia (ESA). Para capturar a variabilidade desses sinais, cientistas focaram o XMM-Newton no buraco negro por 17 dias consecutivos, e observou o buraco negro com NuSTAR por seis dias.

Para medir as temperaturas desses ventos, cientistas estudaram raios-X vindos da borda do buraco negro. Enquanto eles viajam em direção à Terra, esses raios X passam pelas saídas. Elementos como ferro ou magnésio presentes nas saídas podem absorver partes específicas do espectro de raios-X, criando "quedas" de assinatura no sinal de raios-X. Ao observar essas quedas, chamados recursos de absorção, os astrônomos podem aprender quais elementos existem no vento.

A equipe notou que as características de absorção desapareceram e reapareceram em poucas horas. Os pesquisadores concluíram que os raios X estavam aquecendo os ventos a milhões de graus Celsius, ponto em que os ventos se tornaram incapazes de absorver mais raios-X.

As observações de que as saídas parecem estar ligadas aos raios-X, e que ambos são altamente variáveis, fornecem pistas possíveis para localizar onde exatamente os raios-X e fluxos de saída se originam.

"Os fluxos de gás radiante para os buracos negros são mais variáveis ​​em seus centros, "Kara disse." Porque vimos uma variabilidade tão rápida nos ventos, sabemos que a emissão vem de muito perto do próprio buraco negro, e porque observamos que o vento também estava mudando em escalas de tempo rápidas, também deve estar vindo de muito perto do buraco negro. "

Para estudar mais a formação de galáxias e buracos negros, Chris Reynolds, um professor de astronomia na UMD e um co-PI no projeto, observou a necessidade de dados e observações mais detalhadas.

"Precisamos observar este buraco negro com espectrômetros melhores e mais, para que possamos obter mais detalhes sobre esses fluxos de saída, "Reynolds disse." Por exemplo, não sabemos se o fluxo de saída é composto de uma ou várias folhas de gás. E precisamos observar em várias bandas, além de raios-X, o que nos permitiria detectar gases moleculares, e gases mais frios, que pode ser impulsionado por essas saídas de alta energia. Todas essas informações serão cruciais para entender como esses fluxos de saída estão conectados à formação de galáxias. "