Enormes buracos negros estão a disparar poderosos feixes de partículas para o espaço – e depois a mudar a sua mira para disparar contra novos alvos. Esta descoberta, feita usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Very Long Baseline Array (VLBA) do Observatório Radioastronômico Nacional (NRAO) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), mostra que tipo de impacto generalizado os buracos negros podem ter em sua galáxia circundante e além.



Uma equipe de astrônomos observou 16 buracos negros supermassivos em galáxias cercadas por gás quente detectado em raios X pelo Chandra. O artigo foi publicado no The Astrophysical Journal .

Usando dados de rádio do VLBA, estudaram as direções dos feixes – também conhecidos como jatos – de partículas disparadas a alguns anos-luz de distância dos buracos negros. Isto dá aos cientistas uma imagem de onde cada feixe está apontado atualmente, visto da Terra. Cada buraco negro dispara dois raios em direções opostas.

A equipe então usou dados do Chandra para estudar pares de cavidades, ou bolhas, no gás quente que foram criadas no passado pelos feixes que empurravam o gás para fora. A localização de grandes cavidades externas indica a direção que esses feixes apontavam milhões de anos antes. Os pesquisadores então compararam as direções dos feixes de rádio com as direções dos pares de cavidades.

"Descobrimos que cerca de um terço dos feixes apontam agora em direções completamente diferentes das anteriores", disse Francesco Ubertosi, da Universidade de Bolonha, na Itália, que liderou o estudo. "Esses buracos negros da Estrela da Morte estão girando e apontando para novos alvos, como a estação espacial fictícia de Star Wars."

Os dados de raios X e rádio indicam que os feixes podem mudar de direção em quase 90 graus em alguns casos, e em escalas de tempo entre um milhão de anos e algumas dezenas de milhões de anos.

"Considerando que estes buracos negros têm provavelmente mais de 10 mil milhões de anos," disse o co-autor Gerrit Schellenberger do Centro de Astrofísica, Harvard &Smithsonian (CfA). "Consideramos que uma grande mudança de direção ao longo de alguns milhões de anos é rápida. Mudar a direção dos feixes do buraco negro gigante em cerca de um milhão de anos é análogo a mudar a direção de um novo navio de guerra em poucos minutos."

Os cientistas pensam que os feixes dos buracos negros e as cavidades que eles escavam desempenham um papel importante na formação de muitas estrelas nas suas galáxias. Os feixes bombeiam energia para o gás quente dentro e ao redor da galáxia, evitando que ele esfrie o suficiente para formar um grande número de novas estrelas. Se os feixes mudarem de direção em grandes quantidades, eles poderão reprimir a formação de estrelas em áreas muito maiores da galáxia.

"Essas galáxias estão muito distantes para dizer se os feixes dos buracos negros da Estrela da Morte estão danificando as estrelas e seus planetas, mas estamos confiantes de que estão impedindo a formação de muitas estrelas e planetas", disse o coautor Ewan O' Sullivan, também do CfA.

Uma das maiores questões em aberto é como esses feixes de buracos negros giram dessa forma. Acredita-se que a direção dos feixes de cada um desses buracos negros gigantes, que provavelmente estão girando, esteja alinhada com o eixo de rotação do buraco negro, o que significa que os feixes apontam ao longo de uma linha que conecta os pólos.

Uma importante fonte de energia para estes feixes é provavelmente a matéria num disco girando em torno do buraco negro e caindo para dentro. Acredita-se que esse processo force os feixes a ficarem perpendiculares ao disco. Se o material cair em direção ao buraco negro em um ângulo diferente que não seja paralelo ao disco, isso poderá afetar a direção do eixo de rotação do buraco negro.

"É possível que o material que cai rapidamente em direção aos buracos negros num ângulo diferente durante tempo suficiente arraste os seus eixos de rotação numa direção diferente," disse o co-autor Jan Vrtilek, também do CfA, "fazendo com que os feixes apontem numa direção diferente". ."

A equipe também considerou explicações alternativas para a incompatibilidade entre as direções dos feixes de rádio e as cavidades. Uma alternativa é que o gás se espalhe pelo aglomerado como o vinho em um copo sendo girado em círculo. Movimentos como este podem ser causados ​​por colisões entre dois aglomerados de galáxias que poderiam mover as cavidades.

No entanto, os investigadores encontraram evidências de movimento em aglomerados alinhados e desalinhados, o que contraria a possibilidade de que o movimento esteja a fazer com que as cavidades se movam por grandes distâncias.