Como um buraco negro pode engolir enormes quantidades de matéria enquanto lança um jato quase tão rápido quanto a luz?
Um buraco negro atrai o gás e a poeira que passam perto demais dele. Antes de cair, essa matéria costuma girar ao seu redor, formando um disco. Ao mesmo tempo, alguns buracos negros lançam no espaço dois jatos muito poderosos, direcionados em sentidos opostos. O que intriga os astrônomos é que os maiores devoradores não deveriam necessariamente produzir os jatos mais fortes.
VisĂŁo artĂstica de um buraco negro cercado por um disco de acreção e lançando um jato de plasma. Este esquema ilustra os mecanismos estudados para a galáxia 3C 120, sem representar especificamente esse objeto.
Ilustração: NASA/JPL-Caltech, domĂnio pĂşblico.
Para compreender esse paradoxo, uma equipe internacional observou o buraco negro situado no centro da galáxia 3C 120. Esse objeto engole matĂ©ria rapidamente e emite um jato espetacular. Os pesquisadores combinaram as medições de um telescĂłpio espacial de raios X, o XRISM, com as de várias redes de radiotelescĂłpios distribuĂdas pela Terra.
Os raios X permitiram examinar o gás que gira ao redor do buraco negro. Esse gás contĂ©m, entre outros elementos, ferro, cuja luz apresenta uma assinatura reconhecĂvel. A gravidade e os movimentos muito rápidos deformam essa assinatura. Ao estudar sua forma, os pesquisadores podem estimar atĂ© onde se estende o disco de matĂ©ria.
O resultado mostra que esse disco, relativamente frio e achatado, não chega até as imediações do buraco negro. Ele parece parar antes, dando lugar a uma região onde o gás é muito mais quente e menos achatado. Esse gás, um plasma, pode atingir várias centenas de milhões de graus.
Os radiotelescópios permitem contar a outra metade da história. Eles possibilitaram acompanhar a forma do jato em seu ponto de origem, bem perto dessa região escaldante. As duas séries de medições indicam, portanto, que o jato pode nascer dentro desse gás muito quente, e não no disco mais frio que o envolve.
Os pesquisadores acreditam que o gás quente pode manter campos magnéticos poderosos perto do buraco negro. Esses campos conduziriam parte da matéria para fora e poderiam extrair energia da rotação do buraco negro para alimentar o jato. Nada sai do interior do buraco negro: o jato se forma em sua vizinhança.
Os pesquisadores desejam agora examinar outras galáxias para verificar se esse mecanismo se reproduz em outros lugares.