p No centro do aglomerado de galáxias Centaurus, há uma grande galáxia elíptica chamada NGC 4696. Ainda mais fundo, há um buraco negro supermassivo enterrado no centro desta galáxia. p Novos dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA e outros telescópios revelaram detalhes sobre este buraco negro gigante, localizado a cerca de 145 milhões de anos-luz da Terra. Embora o próprio buraco negro não seja detectado, astrônomos estão aprendendo sobre o impacto que ele tem na galáxia que habita e no aglomerado maior ao seu redor.

p Em algumas formas, este buraco negro se assemelha a um coração batendo que bombeia sangue para fora do corpo através das artérias. Da mesma forma, um buraco negro pode injetar material e energia em sua galáxia hospedeira e além.

p Ao examinar os detalhes dos dados de raios-X do Chandra, os cientistas encontraram evidências de explosões repetidas de partículas energéticas em jatos gerados pelo buraco negro supermassivo no centro de NGC 4696. Essas explosões criam vastas cavidades no gás quente que preenche o espaço entre as galáxias no aglomerado. As explosões também criam ondas de choque, semelhante a estrondos sônicos produzidos por aviões de alta velocidade, que viajam dezenas de milhares de anos-luz através do aglomerado.

p Esta imagem composta contém dados de raios-X de Chandra (vermelho) que revelam o gás quente no cluster, e dados de rádio do Karl G. Jansky Very Large Array da NSF (azul) que mostra partículas de alta energia produzidas pelos jatos movidos a buracos negros. Dados de luz visível do Telescópio Espacial Hubble (verde) mostram galáxias no aglomerado, bem como galáxias e estrelas fora do aglomerado.

p Os astrônomos empregaram processamento especial para os dados de raios-X (mostrados acima) para enfatizar nove cavidades visíveis no gás quente. Essas cavidades são rotuladas de A a I em uma imagem adicional, e a localização do buraco negro é marcada com uma cruz. As cavidades que se formaram mais recentemente estão localizadas mais próximas do buraco negro, em particular aqueles marcados com A e B.

p Os pesquisadores estimam que esses buracos negros estouram, ou "beats", ocorreram a cada cinco a dez milhões de anos. Além das escalas de tempo muito diferentes, esses batimentos também diferem dos batimentos cardíacos humanos típicos por não ocorrerem em intervalos regulares.

p Um tipo diferente de processamento dos dados de raios-X (mostrado acima) revela uma sequência de recursos curvos e aproximadamente igualmente espaçados no gás quente. Isso pode ser causado por ondas sonoras geradas por rajadas repetidas do buraco negro. Em um aglomerado de galáxias, o gás quente que preenche o aglomerado permite que as ondas sonoras - embora em frequências muito baixas para serem detectadas pelo ouvido humano - se propaguem. (Observe que ambas as imagens que mostram as cavidades rotuladas e esta imagem são giradas ligeiramente no sentido horário para a composição principal.)

p As características no aglomerado Centaurus são semelhantes às ondulações vistas no aglomerado de galáxias Perseus. O tom do som em Centaurus é extremamente profundo, correspondendo a um som discordante cerca de 56 oitavas abaixo das notas próximas ao dó médio. Isso corresponde a um tom ligeiramente mais alto (cerca de uma oitava) do que o som em Perseus. Explicações alternativas para esses recursos curvos incluem os efeitos da turbulência ou dos campos magnéticos.

p As explosões do buraco negro também parecem ter levantado gás que foi enriquecido em elementos gerados em explosões de supernova. Os autores do estudo do aglomerado Centaurus criaram um mapa mostrando a densidade de elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio. As cores mais brilhantes no mapa mostram as regiões com a maior densidade de elementos pesados ​​e as cores mais escuras mostram as regiões com uma densidade mais baixa de elementos pesados. Portanto, regiões com a maior densidade de elementos pesados ​​estão localizadas à direita do buraco negro. Uma densidade mais baixa de elementos pesados ​​perto do buraco negro é consistente com a ideia de que o gás enriquecido foi retirado do centro do aglomerado ao estourar a atividade associada ao buraco negro. A energia produzida pelo buraco negro também é capaz de impedir o resfriamento do enorme reservatório de gás quente. Isso evitou a formação de um grande número de estrelas no gás.

p Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado na edição de 21 de março de 2016 da Avisos mensais da Royal Astronomical Society e está disponível online. O primeiro autor é Jeremy Sanders do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha.