p Astrônomos pegaram um buraco negro lançando material quente no espaço quase à velocidade da luz. Este surto foi capturado em um novo filme do Observatório de Raios-X Chandra da NASA. p O buraco negro e sua estrela companheira formam um sistema chamado MAXI J1820 + 070, localizado em nossa galáxia cerca de 10, 000 anos-luz da Terra. O buraco negro em MAXI J1820 + 070 tem uma massa cerca de oito vezes a do sol, identificando-o como um chamado buraco negro de massa estelar, formado pela destruição de uma estrela massiva. (Isso contrasta com os buracos negros supermassivos que contêm milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol.)

p A estrela companheira orbitando o buraco negro tem cerca de metade da massa do sol. A forte gravidade do buraco negro puxa o material da estrela companheira para um disco emissor de raios-X ao redor do buraco negro.

p Embora parte do gás quente no disco cruze o "horizonte de eventos" (o ponto sem retorno) e caia no buraco negro, parte dele é, em vez disso, expelido do buraco negro em um par de feixes curtos de material, ou jatos. Esses jatos são apontados em direções opostas, lançado de fora do horizonte de eventos ao longo das linhas do campo magnético. A nova filmagem do comportamento deste buraco negro é baseada em quatro observações obtidas com o Chandra em novembro de 2018 e fevereiro, Poderia, e junho de 2019, e relatado em um artigo liderado por Mathilde Espinasse da Université de Paris.

p O painel principal do gráfico é uma grande imagem óptica e infravermelha da galáxia Via Láctea do telescópio óptico PanSTARRS no Havaí, com a localização de MAXI J1820 + 070 acima do plano da galáxia marcado por uma cruz. A inserção mostra um filme que percorre as quatro observações do Chandra, onde "dia 0" corresponde à primeira observação em 13 de novembro, 2018, cerca de quatro meses após o lançamento do jato. MAXI J1820 + 070 é a fonte de raios-X brilhante no meio da imagem e as fontes de raios-X podem ser vistas afastando-se do buraco negro em jatos ao norte e ao sul. MAXI J1820 + 070 é uma fonte pontual de raios-X, embora pareça ser maior do que uma fonte pontual porque é muito mais brilhante do que as fontes de jato. O jato sul está muito fraco para ser detectado nas observações de maio e junho de 2019.

p Com que rapidez os jatos de material estão se afastando do buraco negro? Da perspectiva da Terra, parece que o jato norte está se movendo a 60% da velocidade da luz, enquanto o sul está viajando a uma velocidade da luz que soa impossível de 160%!

p Este é um exemplo de movimento superluminal, um fenômeno que ocorre quando algo viaja em nossa direção perto da velocidade da luz, ao longo de uma direção próxima à nossa linha de visão. Isso significa que o objeto viaja quase tão rapidamente em nossa direção quanto a luz que ele gera, dando a ilusão de que o movimento do jato é mais rápido do que a velocidade da luz. No caso de MAXI J1820 + 070, o jato sul está apontando para nós e o jato norte está apontando para longe de nós, portanto, o jato do sul parece estar se movendo mais rápido do que o do norte. A velocidade real das partículas em ambos os jatos é maior que 80% da velocidade da luz.

p Apenas dois outros exemplos de tais expulsões em alta velocidade foram vistos em raios-X de buracos negros de massa estelar.

p MAXI J1820 + 070 também foi observado em comprimentos de onda de rádio por uma equipe liderada por Joe Bright da Universidade de Oxford, que relatou anteriormente a detecção de movimento superluminal de fontes compactas com base apenas em dados de rádio que se estendiam desde o lançamento dos jatos em 7 de julho, 2018 ao final de 2018.

p Como as observações do Chandra dobraram aproximadamente o tempo de seguimento dos jatos, uma análise combinada dos dados de rádio e os novos dados do Chandra por Espinasse e sua equipe forneceram mais informações sobre os jatos. Isso incluiu evidências de que os jatos estão desacelerando à medida que se afastam do buraco negro.

p A maior parte da energia nos jatos não é convertida em radiação, mas, em vez disso, é liberado quando as partículas nos jatos interagem com o material circundante. Essas interações podem ser a causa da desaceleração dos jatos. Quando os jatos colidem com o material circundante no espaço interestelar, ondas de choque - semelhantes às explosões sônicas causadas por aeronaves supersônicas - ocorrem. Este processo gera energias de partículas maiores do que as do Grande Colisor de Hádrons.

p Os pesquisadores estimam que cerca de 400 milhões de bilhões de libras de material foram soprados do buraco negro nesses dois jatos lançados em julho de 2018. Essa quantidade de massa é comparável ao que poderia ser acumulado no disco ao redor do buraco negro no espaço de um algumas horas, e é equivalente a cerca de mil cometas Halley ou cerca de 500 milhões de vezes a massa do Empire State Building.

p Estudos do MAXI J1820 + 070 e sistemas semelhantes prometem nos ensinar mais sobre os jatos produzidos por buracos negros de massa estelar e como eles liberam sua energia quando seus jatos interagem com seus arredores.

p As observações de rádio conduzidas com Karl G. Jansky Very Large Array e MeerKAT também foram usadas para estudar os jatos MAXI J1820 + 070.

p Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado na última edição do The Cartas de jornal astrofísico