Os autores acreditam que o estudo dos filamentos recém-descobertos pode ajudá-los a aprender mais sobre a rotação de um buraco negro
Uma equipa internacional de astrofísicos descobriu centenas de estruturas misteriosas no centro da galáxia Via Láctea.
Estes filamentos cósmicos unidimensionais são centenas de filamentos horizontais ou radiais – corpos delgados e alongados de gás luminoso que terão tido origem há alguns milhões de anos atrás, quando matéria saída do Sagitário A*, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea, interagiu com os materiais circundantes, de acordo com um estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters. Os filamentos têm um comprimento relativamente curto, medindo cada um 5 a 10 anos-luz.
Os resultados surgem quase 40 anos depois de Farhad Yusef-Zadeh, o autor principal do estudo, e outros investigadores terem descoberto outra população de cerca de 1000 filamentos unidimensionais, que são verticais e muito maiores, medindo até 150 anos-luz cada, perto do centro da galáxia. Yusef-Zadeh e os seus colaboradores também encontraram centenas de outros filamentos verticais emparelhados e agrupados na mesma área em 2022, e perceberam então que os filamentos estariam relacionados com a atividade do Sagitário A* e não com explosões de supernovas, como julgavam anteriormente. O novo estudo acaba por reforçar as descobertas anteriores, nas quais também se baseia.
Encontrar a "nova população de estruturas que parecem estar a apontar na direção do buraco negro" foi uma surpresa, diz Yusef-Zadeh, professor de física e astronomia no Colégio Weinberg de Arte e Ciência da Northwestern University, num comunicado de imprensa.
"Fiquei realmente estupefacto quando vi isto. Tivemos de trabalhar muito para garantir que não estávamos a enganar-nos a nós próprios", acrescenta Yusef-Zadeh, que também é membro do Centro de Exploração e Investigação Interdisciplinar em Astrofísica. "Descobrimos que estes filamentos não são aleatórios, mas parecem estar ligados com a matéria que flui do nosso buraco negro. É satisfatório quando se encontra ordem no meio de um campo caótico do núcleo da nossa galáxia".
As descobertas relacionadas com o buraco negro localizado a cerca de 26.000 anos-luz da Terra são "realmente excitantes" e "demonstram como o Universo é belo", diz Erika Hamden, professora assistente de astronomia na Universidade do Arizona, que não esteve envolvida no estudo.
O Sagitário A* "é o buraco negro supermassivo mais próximo de nós, mas é relativamente silencioso e, por isso, um pouco difícil de estudar", acrescenta Hamden. "Mas este trabalho fornece provas de que recentemente ejetou bastante energia para o espaço, sob a forma de um jato e de um fluxo cónico."
Aprender mais sobre a Via Láctea
Os investigadores descobriram as estruturas através da análise de imagens produzidas pelo telescópio MeerKAT do Observatório de Radioastronomia da África do Sul, que tem 64 antenas parabólicas, cada uma com 20 metros de altura, ligadas ao longo de 8 quilómetros de uma área escassamente povoada, com interferência mínima.
"As novas observações do MeerKAT mudaram completamente a nossa perceção", disse Yusef-Zadeh. "É realmente uma conquista técnica dos radioastrónomos".
Apesar das semelhanças entre os filamentos recém-descobertos e os identificados em 1984, os autores do novo estudo não acreditam que as populações partilhem exatamente as mesmas características.
Os filamentos verticais estão localizados perpendicularmente ao plano galáctico, enquanto os horizontais são paralelos ao plano e apontam radialmente para o buraco negro, de acordo com o comunicado de imprensa. Os filamentos verticais rodeiam o núcleo da Via Láctea, mas os horizontais parecem espalhar-se para um lado em direção ao buraco negro.
"A distribuição e o alinhamento dos filamentos podem ajudar a mostrar como a matéria se moveu e se distorceu no passado", diz Hamden.
O seu comportamento também é diferente: os filamentos horizontais emitem radiação térmica e matéria associada a nuvens moleculares parcial ou totalmente embebidas no fluxo de saída do buraco negro, escreveram os autores. As nuvens moleculares são constituídas por gás, poeira e estrelas. Os filamentos verticais, por outro lado, são magnéticos e contêm eletrões de raios cósmicos que se movem quase tão rapidamente como a velocidade da luz.
Os autores acreditam que o estudo dos filamentos recém-descobertos pode ajudá-los a "aprender mais sobre a rotação de um buraco negro e a orientação do disco de acreção", diz Yusef-Zadeh.
O disco de acreção de um buraco negro é a estrutura fina e quente que resulta da matéria de uma estrela próxima que é puxada para um círculo à volta do buraco negro.
Também é necessário um acompanhamento para determinar se o fluxo que sai do buraco negro, impulsionado pelo jato, e, portanto, mais filamentos, aparecem em ambos os lados do buraco negro, diz Hamden. Um jato, neste contexto, é um feixe de matéria emitido por alguns objetos astronómicos.
Um buraco negro "tipicamente ejeta jatos simetricamente... por isso deve haver um par", acrescenta Hamden. "Uma forma de confirmar que a estrutura (do filamento) é criada por algo como um jato é encontrar os dois lados do mesmo."
Isto complementaria "a imagem complexa e ativa da nossa própria Via Láctea", diz.
Yusef-Zadeh acredita que o seu trabalho "nunca está completo".
"Precisamos sempre de fazer novas observações", diz, "e desafiar continuamente as nossas ideias e reforçar a nossa análise".
