Os astrônomos descobriram uma das erupções de um buraco negro mais poderosas já registradas. Esta megaexplosão ocorrida há milhares de milhões de anos pode ajudar a explicar a formação de um padrão impressionante de aglomerados estelares em torno de duas galáxias massivas, assemelhando-se a contas num colar.



Esta descoberta foi feita no sistema conhecido como SDSS J1531+3414 (abreviadamente SDSS J1531), que está localizado a 3,8 mil milhões de anos-luz da Terra. Vários telescópios foram usados ​​para este estudo, incluindo o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Low Frequency Array (LOFAR), um radiotelescópio.

SDSS J1531 é um enorme aglomerado de galáxias contendo centenas de galáxias individuais e enormes reservatórios de gás quente e matéria escura. No coração do SDSS J1531, duas das maiores galáxias do aglomerado estão colidindo uma com a outra.

Ao redor desses gigantes em fusão está um conjunto de 19 grandes aglomerados de estrelas, chamados superaglomerados, dispostos em uma formação em “S” que se assemelha a contas em um cordão. Uma equipe de astrônomos usou dados de raios X, rádio e ópticos para desvendar como essa cadeia incomum de aglomerados de estrelas provavelmente se formou.

A descoberta de evidências de uma antiga erupção titânica no SDSS J1531 forneceu uma pista vital. A erupção provavelmente ocorreu quando o buraco negro supermassivo no centro de uma das grandes galáxias produziu um jato extremamente poderoso. À medida que o jato se movia pelo espaço, empurrava o gás quente circundante para longe do buraco negro, criando uma cavidade gigantesca.

Osase Omoruyi, que liderou o estudo no Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, comparou a descoberta desta cavidade à descoberta de um fóssil enterrado. “Já estamos a olhar para este sistema tal como existia há quatro mil milhões de anos, não muito depois da formação da Terra”, disse ela. "Esta antiga cavidade, um fóssil do efeito do buraco negro na galáxia hospedeira e nos seus arredores, fala-nos sobre um evento chave que aconteceu quase 200 milhões de anos antes na história do aglomerado."

A evidência de uma cavidade vem de “asas” de emissão de raios X brilhantes, vistas com o Chandra, traçando gás denso perto do centro do SDSS J1531. Essas asas constituem a borda da cavidade, e o gás menos denso entre elas faz parte da cavidade. LOFAR mostra ondas de rádio dos restos das partículas energéticas do jato preenchendo a cavidade gigante. Juntos, esses dados fornecem evidências convincentes de uma explosão antiga e massiva.

Os astrónomos também descobriram gás frio e quente localizado perto da abertura da cavidade, detectados pelo Atacama Large Millimeter and submillimeter Array (ALMA) e pelo Telescópio Gemini North, respetivamente. Eles argumentam que parte do gás quente empurrado para longe do buraco negro eventualmente esfriou para formar gás frio e quente. A equipe acredita que os efeitos das marés das duas galáxias em fusão comprimiram o gás ao longo de trajetórias curvas, levando à formação de aglomerados de estrelas no padrão de “contas em um fio”.

"Reconstruímos uma sequência provável de eventos neste aglomerado que ocorreram ao longo de uma vasta gama de distâncias e tempos. Começou com o buraco negro com uma pequena fração de um ano-luz de diâmetro, formando uma cavidade com quase 500.000 anos-luz de largura, ", disse o coautor Grant Tremblay, também do CfA. "Este evento único desencadeou a formação de jovens enxames estelares quase 200 milhões de anos mais tarde, cada um com alguns milhares de anos-luz de diâmetro."

Omoruyi e seus colegas só veem ondas de rádio e uma cavidade de um jato, mas os buracos negros geralmente disparam dois jatos em direções opostas. A equipe observou emissões de rádio mais distantes das galáxias que podem ser restos de um segundo jato, mas não estão associadas a uma cavidade detectada. Eles supõem que os sinais de rádio e raios X da outra erupção podem ter desaparecido a ponto de serem indetectáveis.

“Achamos que a nossa evidência para esta enorme erupção é forte, mas mais observações com o Chandra e o LOFAR fechariam o caso”, disse Omoruyi. “Esperamos aprender mais sobre a origem da cavidade que já detectámos e encontrar aquela que é esperada do outro lado do buraco negro.”

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal .

Mais informações: Osase Omoruyi et al, Formação estelar "Beads-on-a-string" ligada a uma das mais poderosas explosões de núcleo galáctico ativo observadas em um aglomerado de galáxias de núcleo frio, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad1101
Informações do diário: Jornal Astrofísico , arXiv

Fornecido pelo Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica