Um ano atrás, a Colaboração Event Horizon Telescope (EHT) publicou a primeira imagem de um buraco negro na rádio galáxia M 87 próxima. Agora, a colaboração extraiu novas informações dos dados EHT no quasar distante 3C 279:eles observaram os menores detalhes já vistos em um jato produzido por um buraco negro supermassivo. Novas análises, liderado por Jae-Young Kim do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR) em Bonn, permitiu a colaboração para rastrear o jato de volta ao seu ponto de lançamento, perto de onde surge a radiação violentamente variável de todo o espectro eletromagnético.

Os resultados são publicados na próxima edição da Astronomia e Astrofísica em 7 de abril, 2020.

A colaboração EHT continua extraindo informações dos dados inovadores coletados em sua campanha global em abril de 2017. Um alvo das observações foi uma galáxia a 5 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Virgem, que os cientistas classificam como um quasar por ser uma fonte ultraluminosa de a energia em seu centro brilha e pisca enquanto o gás cai em um buraco negro gigante. O alvo, 3C 279, contém um buraco negro cerca de um bilhão de vezes mais massivo do que o nosso sol. Jatos gêmeos de plasma semelhantes a mangueiras de incêndio irrompem do buraco negro e do sistema de disco em velocidades próximas à da luz:uma consequência das enormes forças liberadas quando a matéria desce para a imensa gravidade do buraco negro.

Para capturar a nova imagem, o EHT usa uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), que sincroniza e conecta antenas de rádio em todo o mundo. Ao combinar esta rede para formar um enorme telescópio virtual do tamanho da Terra, o EHT é capaz de resolver objetos tão pequenos quanto 20 microssegundos de arco no céu - o equivalente a alguém na Terra identificando uma laranja na lua. Os dados registrados em todos os locais EHT ao redor do mundo são transportados para supercomputadores especiais no MPIfR e no Observatório Haystack do MIT, onde eles são combinados. O conjunto de dados combinados é então cuidadosamente calibrado e analisado por uma equipe de especialistas, que então permite aos cientistas do EHT produzir imagens com os menores detalhes possíveis da superfície da Terra.

Para 3C 279, o EHT pode medir características mais finas do que um ano-luz, permitindo que os astrônomos sigam o jato até o disco de acreção e vejam o jato e o disco em ação. Os dados recentemente analisados ​​mostram que o jato normalmente reto tem um formato torcido inesperado em sua base e, revelando características perpendiculares ao jato que poderiam ser interpretadas como os pólos do disco de acreção onde os jatos são ejetados. Os pequenos detalhes nas imagens mudam ao longo de dias consecutivos, possivelmente devido à rotação do disco de acreção, e trituração e queda de material, fenômenos esperados de simulações numéricas, mas nunca antes observados.

Jae-Young Kim, pesquisador do MPIfR e autor principal do artigo, está entusiasmado e ao mesmo tempo intrigado:"Sabíamos que cada vez que você abre uma nova janela para o Universo, você pode encontrar algo novo. Aqui, onde esperávamos encontrar a região onde o jato se forma, indo para a imagem mais nítida possível, encontramos uma espécie de estrutura perpendicular. É como encontrar uma forma muito diferente abrindo a menor boneca Matryoshka. "

Avery Broderick, um astrofísico que trabalha no Perimeter Institute, explica "Para 3C 279, a combinação da resolução transformativa do EHT e novas ferramentas computacionais para interpretar seus dados se mostraram reveladores. O que era um único 'núcleo' de rádio está agora resolvido em dois complexos independentes. E eles se movem - mesmo em escalas tão pequenas quanto meses-luz, o jato do 3C 279 está vindo em nossa direção a mais de 99,5% da velocidade da luz! "

Por causa desse movimento rápido, o jato em 3C 279 parece se mover a cerca de 20 vezes a velocidade da luz. "Esta extraordinária ilusão de ótica surge porque o material está correndo em nossa direção, perseguindo a própria luz que está emitindo e fazendo com que pareça estar se movendo mais rápido do que realmente é, "esclarece Dom Pesce, um pós-doutorado no Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA). A geometria inesperada sugere a presença de choques de deslocamento ou instabilidades em uma curva, jato giratório, o que também pode explicar a emissão em altas energias, como os raios gama.

Anton Zensus, Diretor do MPIfR e Presidente do Conselho de Colaboração EHT, destaca a conquista como um esforço global:"No ano passado, pudemos apresentar a primeira imagem da sombra de um buraco negro. Agora vemos mudanças inesperadas na forma do jato em 3C 279, e ainda não terminamos. Como dissemos no ano passado:este é apenas o começo. "

"A matriz EHT está sempre melhorando, "explica Shep Doeleman do CfA, Diretor Fundador do EHT. "Esses novos resultados de quasar demonstram que os recursos exclusivos de EHT podem abordar uma ampla gama de questões científicas, que só vai crescer à medida que continuarmos a adicionar novos telescópios ao array. Nossa equipe está trabalhando agora em uma matriz EHT de próxima geração que irá aprimorar muito o foco nos buracos negros e nos permitir fazer os primeiros filmes sobre buracos negros. "

Oportunidades para conduzir campanhas de observação EHT ocorrem uma vez por ano no início da primavera do Norte, mas a campanha de março / abril de 2020 teve que ser cancelada em resposta ao surto global CoViD-19. Ao anunciar o cancelamento de Michael Hecht, astrônomo do Observatório MIT / Haystack e Diretor de Projetos Adjunto EHT, concluiu que:"Vamos agora dedicar toda a nossa concentração à conclusão das publicações científicas dos dados de 2017 e mergulhar na análise dos dados obtidos com o array EHT aprimorado em 2018. Estamos ansiosos para observações com o array EHT expandido para onze observatórios na primavera de 2021. "