Buracos negros supermassivos existem no centro da maioria das galáxias, e nossa Via Láctea não é exceção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente ativos, significando que muito material está caindo neles, emitindo radiação de alta energia neste processo de "alimentação". O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, é relativamente silencioso. Novas observações do Observatório Estratosférico da NASA para Astronomia Infravermelha, SOFIA, estão ajudando os cientistas a entender as diferenças entre buracos negros ativos e silenciosos.

Esses resultados fornecem informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da Via Láctea. Os cientistas usaram o mais novo instrumento do SOFIA, o Airborne Wideband Camera-Plus de alta resolução, HAWC +, para fazer essas medições.

Os campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os caminhos das partículas carregadas, e têm efeitos significativos nos movimentos e evolução da matéria em todo o universo. Mas os campos magnéticos não podem ser visualizados diretamente, portanto, seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC + detecta luz infravermelha polarizada emitida por grãos de poeira celestial, que é invisível aos olhos humanos. Esses grãos se alinham perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados do SOFIA, astrônomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético invisível, ajudando a visualizar esta força fundamental da natureza.

"Este é um dos primeiros casos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem entre si, "observou Joan Schmelz, Astrofísico do Centro de Pesquisas Espaciais de Universidades do Centro de Pesquisas Ames da NASA no Vale do Silício da Califórnia, e um co-autor em um artigo que descreve as observações. "HAWC + é uma virada de jogo."

Observações anteriores da SOFIA mostram o anel inclinado de gás e poeira orbitando o buraco negro da Via Láctea, que é chamado de Sagitário A * (pronuncia-se "estrela de Sagitário A"). Mas os novos dados HAWC + fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região nos últimos 100, 000 anos.

Os detalhes dessas observações do campo magnético SOFIA foram apresentados na reunião de junho de 2019 da American Astronomical Society e serão submetidos ao Astrophysical Journal .

A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético é um mistério. As novas observações com HAWC + revelam que o campo magnético é forte o suficiente para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canaliza o gás para que ele flua para o próprio buraco negro, o buraco negro está ativo, porque está comendo muito gás. Contudo, se o campo magnético canaliza o gás para que ele flua em uma órbita ao redor do buraco negro, então, o buraco negro fica quieto porque não está ingerindo nenhum gás que, de outra forma, formaria novas estrelas.

Os pesquisadores combinaram as imagens do infravermelho médio e distante das câmeras do SOFIA com novas linhas de fluxo que visualizam a direção do campo magnético. A estrutura em forma de y azul (veja a figura) é um material quente caindo em direção ao buraco negro, que está localizado perto de onde os dois braços da forma de y se cruzam. A estratificação da estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada um dos braços azuis tem seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, mostrado em rosa. Mas também há lugares onde o campo se desvia das principais estruturas de poeira, como os pontos finais superior e inferior do anel.

"A forma espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita em torno do buraco negro, "disse Darren Dowell, um cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, investigador principal para o instrumento HAWC +, e principal autor do estudo. "Isso poderia explicar por que nosso buraco negro está quieto enquanto outros estão ativos."

As novas observações SOFIA e HAWC + ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro supermassivo interage com ele, incluindo a abordagem de uma antiga questão de por que o buraco negro central na Via Láctea é relativamente tênue enquanto os de outras galáxias são tão brilhantes.