Buraco negro supermassivo dispara feixe de alta energia diretamente na Terra

Uma missão da NASA observou um buraco negro supermassivo direcionando um feixe de alta energia em direção à Terra a 400 milhões de anos-luz de distância.

Simulação do Markarian 421 emitindo um feixe de alta energia. Foto: NASA/Pablo Garcia

Buracos negros supermassivos ativos são cercados por um disco giratório de material chamado disco de acreção, que os alimenta ao longo do tempo. Parte do material que eles não conseguem absorver é então canalizado para os polos, onde é ejetado quase à velocidade da luz. Esse processo produz radiação eletromagnética extremamente brilhante e de alta energia. Em alguns casos, como o detectado recentemente pela NASA, o feixe é direcionado diretamente para a Terra em um evento chamado blazar, informou a Live Science em 30 de julho.

O blazar, chamado Markarian 421, está localizado na constelação da Ursa Maior e foi observado pela missão Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) da NASA, lançada em dezembro de 2021. A IXPE observa uma característica dos campos magnéticos chamada polarização, que indica a direção do campo magnético. A polarização do jato ejetado por Markarian 421 mostra que a parte do jato onde as partículas estão acelerando também possui um campo magnético com uma estrutura torcida.

Blazares se estendem pelo espaço por milhões de anos-luz, mas os mecanismos que os criam ainda são pouco compreendidos. No entanto, as novas descobertas em torno de Markarian 421 podem ajudar a esclarecer esse fenômeno cósmico, disse Laura Di Gesu, astrofísica da Agência Espacial Italiana e principal autora do estudo.

A principal razão pela qual os jatos de um buraco negro supermassivo ativo são tão brilhantes é porque as partículas se aproximam da velocidade da luz, emitindo enormes quantidades de energia e agindo de acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein. Os blazares também são intensificados pelo fato de que, ao serem direcionados para a Terra, o comprimento de onda da luz é amplificado, aumentando tanto a frequência quanto a energia. O resultado é que os blazares podem ser mais brilhantes do que toda a luz de todas as estrelas da galáxia combinadas. Agora, o IXPE está usando essa luz para mapear a física no centro do jato de Markarian 421 e identificar a fonte do feixe brilhante.

A análise dos dados do IXPE mostrou que a polarização do feixe caiu para zero na primeira e na segunda observações. A equipe descobriu que o campo magnético girava como um saca-rolhas. Medições de radiação eletromagnética na forma de luz óptica, infravermelha e de rádio não afetaram a estabilidade ou a estrutura do feixe. Isso significa que as ondas de choque se propagaram ao longo dos campos magnéticos retorcidos de Markarian 421. As novas descobertas fornecem a evidência mais clara até o momento de que os campos magnéticos retorcidos contribuem para as ondas de choque que aceleram as partículas no feixe.

A equipe planeja continuar explorando Markarian 421, bem como identificar outros blazares com características semelhantes para entender o mecanismo por trás do fenômeno.

An Khang (de acordo com a Live Science )

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