Porfírio: conheça o buraco negro que dispara jatos colossais maiores que 140 galáxias

Recentemente, uma equipe de astrônomos revelou a descoberta de um enorme buraco negro que emite jatos de plasma e radiação que se estendem por 23 milhões de anos-luz.

Os pesquisadores nomearam o buraco negro de "Porfório", um fenômeno capaz de alcançar regiões além de sua galáxia de origem. Os dois jatos, disparados em direções opostas, são o maior raio já identificado no espaço profundo, medindo o equivalente à largura de 140 Via Lácteas.

Os jatos de buracos negros consistem em fluxos de matéria e energia extremamente potentes que são liberados por alguns buracos negros supermassivos, normalmente localizados nos centros de galáxias ativas.

Esses jatos são compostos principalmente por plasma, um gás onde os átomos perderam ou ganharam elétrons, e podem alcançar distâncias de milhões de anos-luz. Além disso, eles emitem radiação em várias frequências, com destaque para as ondas de rádio.

Em um estudo publicado na revista Nature, os cientistas detalham como utilizaram a rede europeia de antenas de rádio chamada Lofar (Matriz de Baixa Frequência) para observar a impressionante estrutura de rádio.

O buraco negro foi apelidado de Porfírio, em homenagem a um dos gigantes mais poderosos da mitologia grega.

Segundo Martijn Oei, pós-doutorando no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e primeiro autor do estudo, sua equipe começou a utilizar o Lofar em 2018. Inicialmente, o foco não era investigar jatos de buracos negros, mas sim a teia cósmica, uma estrutura em larga escala formada por filamentos de matéria que conectam diferentes galáxias.

Enquanto analisavam as imagens de rádio, os pesquisadores se surpreenderam ao encontrar vários sistemas de jatos com dimensões incrivelmente extensas. "Não tínhamos ideia de que havia tantos", afirma Oei.

Para facilitar a busca por outros jatos ocultos, a equipe empregou técnicas de aprendizado de máquina para examinar as imagens, contando ainda com a ajuda de cientistas cidadãos ao redor do mundo.

Para identificar a galáxia hospedeira de Porfírio, os astrônomos utilizaram o Grande Telescópio Metrewave de Rádio (GMRT), na Índia, e o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), nos EUA.

Eles concluíram que a megaestrutura associada ao Porfírio remonta a uma época em que o Universo tinha 6,3 bilhões de anos, menos da metade de sua idade atual de 13,8 bilhões de anos.

Esses potentes fluxos de matéria e energia, chamados de jatos relativísticos por viajarem a velocidades próximas à da luz, são emitidos de forma violenta tanto acima quanto abaixo do buraco negro supermassivo que se localiza no centro da galáxia.

"Esses fluxos energéticos, ao injetarem elétrons, núcleos atômicos e campos magnéticos no meio intergaláctico, alteram a distribuição de matéria e magnetismo na teia cósmica", aponta o estudo.

Usando também o WM Keck, dois observatórios localizados no topo do vulcão Mauna Kea, no Havaí, os pesquisadores fizeram uma descoberta intrigante: Porfírio é proveniente de um buraco negro ativo em modo radiativo.

Teoricamente, isso significa que ele deveria emitir principalmente energia sob a forma de radiação eletromagnética, e não jatos. "Até agora, esses gigantescos sistemas de jatos pareciam ser um fenômeno do universo recente", explica Oei.

Próximas descobertas

Considerando que Porfírio está em uma região distante do universo, repleta de buracos negros radiativos, essa descoberta sugere que podem existir outros jatos colossais ainda a serem descobertos.

Nos próximos estudos, Oei pretende investigar de que maneira estruturas como a de Porfírio influenciam o ambiente ao seu redor. Além da propagação de raios cósmicos, calor e átomos pesados, o magnetismo é de particular interesse.

"O magnetismo em nosso planeta permite que a vida floresça, então queremos entender como ele se formou", comenta Oei.

O magnetismo permeia a teia cósmica, seguindo uma hierarquia que vai desde os filamentos de matéria escura e gás, passando pelas galáxias, estrelas, e chegando aos planetas. Isso indica a possibilidade de uma conexão ou até mesmo um sistema de transferência de magnetismo entre essas estruturas cósmicas.

A questão que guiará futuras investigações é: "Onde isso começa? Esses jatos gigantes espalham magnetismo pelo cosmos?", questiona Oei.