A galáxia M87, fotografado aqui pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA, é o lar de um buraco negro supermassivo que expele dois jatos de material no espaço quase à velocidade da luz. A inserção mostra uma visão de perto das ondas de choque criadas pelos dois jatos. Crédito:NASA / JPL-Caltech / IPAC
Em 10 de abril, 2019, o Event Horizon Telescope (EHT) revelou a primeira imagem do horizonte de eventos de um buraco negro, a área além da qual a luz não pode escapar da imensa gravidade do buraco negro. Esse buraco negro gigante, com uma massa de 6,5 bilhões de sóis, está localizado na galáxia elíptica Messier 87 (M87). EHT é uma colaboração internacional cujo apoio nos EUA inclui a National Science Foundation.
Esta imagem do Telescópio Espacial Spitzer da NASA mostra toda a galáxia M87 em luz infravermelha. A imagem EHT, por contraste, dependia de luz em comprimentos de onda de rádio e mostrava a sombra do buraco negro contra o pano de fundo de material de alta energia ao seu redor.
Localizado a cerca de 55 milhões de anos-luz da Terra, M87 tem sido objeto de estudo astronômico por mais de 100 anos e foi fotografado por muitos observatórios da NASA, incluindo o telescópio espacial Hubble, o Observatório de raios-X Chandra e NuSTAR. Em 1918, o astrônomo Heber Curtis notou pela primeira vez "um curioso raio reto" estendendo-se do centro da galáxia. Este jato brilhante de material de alta energia, produzido por um disco de material girando rapidamente em torno do buraco negro, é visível em vários comprimentos de onda de luz, de ondas de rádio por meio de raios-X. Quando as partículas do jato impactam o meio interestelar (o material esparso preenchendo o espaço entre as estrelas em M87), eles criam uma onda de choque que irradia no infravermelho e nos comprimentos de onda de rádio da luz, mas não na luz visível. Na imagem do Spitzer, a onda de choque é mais proeminente do que o próprio jato.
A galáxia M87 parece nebulosa, espaço-puff azul nesta imagem do Telescópio Espacial Spitzer da NASA. No centro da galáxia está um buraco negro supermassivo que expele dois jatos de material para o espaço. Crédito:NASA / JPL-Caltech / IPAC
O jato mais brilhante, localizado à direita do centro da galáxia, está viajando quase diretamente para a Terra. Seu brilho é amplificado devido a sua alta velocidade em nossa direção, mas ainda mais por causa do que os cientistas chamam de "efeitos relativísticos, "que surgem porque o material no jato está viajando perto da velocidade da luz. A trajetória do jato está apenas ligeiramente deslocada de nossa linha de visão em relação à galáxia, então ainda podemos ver um pouco do comprimento do jato. A onda de choque começa em torno do ponto onde o jato parece fazer uma curva para baixo, destacando as regiões onde as partículas em movimento rápido estão colidindo com o gás na galáxia e diminuindo a velocidade.
O segundo jato, por contraste, está se afastando tão rapidamente de nós que os efeitos relativísticos o tornam invisível em todos os comprimentos de onda. Mas a onda de choque que ele cria no meio interestelar ainda pode ser vista aqui.
Localizado no lado esquerdo do centro da galáxia, a onda de choque parece uma letra "C" invertida. Embora não seja visível em imagens ópticas, o lóbulo também pode ser visto em ondas de rádio, como nesta imagem do Very Large Array do National Radio Astronomy Observatory.
Esta imagem de campo amplo da galáxia M87 foi obtida pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. A inserção superior mostra um close-up de duas ondas de choque, criado por um jato que emana do buraco negro supermassivo da galáxia. O Event Horizon Telescope recentemente tirou uma imagem em close da silhueta daquele buraco negro, mostre no segundo detalhe. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Event Horizon Telescope Collaboration
Ao combinar observações no infravermelho, ondas de rádio, luz visível, Raios-X e raios gama extremamente energéticos, os cientistas podem estudar a física desses poderosos jatos. Os cientistas ainda estão lutando por uma compreensão teórica sólida de como o gás sendo puxado para dentro dos buracos negros cria jatos que fluem.
A luz infravermelha em comprimentos de onda de 3,6 e 4,5 mícrons são processados em azul e verde, mostrando a distribuição das estrelas, enquanto as feições de poeira que brilham intensamente a 8,0 mícrons são mostradas em vermelho. A imagem foi tirada durante a missão "fria" inicial de Spitzer.
