Depois de iniciar as operações científicas em fevereiro, a XRISM (Missão de Imagens de Raios-X e Espectroscopia) liderada pelo Japão estudou o monstruoso buraco negro no centro da galáxia NGC 4151.



"O instrumento Resolve do XRISM capturou um espectro detalhado da área ao redor do buraco negro", disse Brian Williams, cientista do projeto da NASA para a missão no Goddard Space Flight Center da agência em Greenbelt, Maryland. "Os altos e baixos são como impressões digitais químicas que podem nos dizer quais elementos estão presentes e revelar pistas sobre o destino da matéria à medida que ela se aproxima do buraco negro."

O XRISM (pronuncia-se "crism") é liderado pela JAXA (Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial) em colaboração com a NASA, juntamente com contribuições da ESA (Agência Espacial Europeia). Foi lançado em 6 de setembro de 2023. NASA e JAXA desenvolveram o Resolve, o espectrômetro microcalorímetro da missão.

NGC 4151 é uma galáxia espiral a cerca de 43 milhões de anos-luz de distância, na constelação norte de Canes Venatici. O buraco negro supermassivo no seu centro contém mais de 20 milhões de vezes a massa do Sol.

A galáxia também está ativa, o que significa que seu centro é incomumente brilhante e variável. O gás e a poeira girando em direção ao buraco negro formam um disco de acreção ao seu redor e aquecem por meio de forças gravitacionais e de fricção, criando variabilidade. Parte da matéria à beira do buraco negro forma jatos gêmeos de partículas que saem de cada lado do disco quase à velocidade da luz. Uma nuvem de material em forma de donut chamada toro envolve o disco de acreção.

Na verdade, NGC 4151 é uma das galáxias ativas mais próximas conhecidas. Outras missões, incluindo o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble, estudaram-no para aprender mais sobre a interação entre os buracos negros e os seus arredores, o que pode dizer aos cientistas como os buracos negros supermassivos nos centros galácticos crescem ao longo do tempo cósmico.

A galáxia é incomumente brilhante em raios X, o que a tornou um alvo inicial ideal para o XRISM.

O espectro do NGC 4151 do Resolve revela um pico acentuado em energias pouco abaixo de 6,5 keV (quiloelétron-volts) – uma linha de emissão de ferro. Os astrónomos pensam que grande parte do poder das galáxias activas provém dos raios X originados em regiões quentes e escaldantes perto do buraco negro. Os raios X refletidos no gás mais frio do disco fazem com que o ferro fique fluorescente, produzindo um pico específico de raios X. Isto permite aos astrónomos pintar uma imagem melhor tanto do disco como das regiões em erupção muito mais próximas do buraco negro.

O espectro também mostra várias quedas em torno de 7 keV. O ferro localizado no toro também causou essas quedas, embora por absorção de raios X, e não por emissão, porque o material ali é muito mais frio do que no disco. Toda esta radiação é cerca de 2.500 vezes mais energética do que a luz que podemos ver com os nossos olhos.

O ferro é apenas um elemento que o XRISM pode detectar. O telescópio também pode detectar enxofre, cálcio, argônio e outros, dependendo da fonte. Cada um diz aos astrofísicos algo diferente sobre os fenômenos cósmicos espalhados pelo céu de raios-X.

XRISM é uma missão colaborativa entre a JAXA e a NASA, com a participação da ESA. A contribuição da NASA inclui a participação científica da CSA (Agência Espacial Canadense).

Fornecido pelo Goddard Space Flight Center da NASA