A partir de telescópios de rádio em terra e no Espaço, astrônomos captaram as imagens mais detalhadas até hoje de um jato de plasma de um buraco negro supermassivo.

O jato viajou bem perto da velocidade da luz, com padrões tão complexos e torcidos próximo de sua fonte que desafiam a teoria tradicional que é usada há 40 anos para explicar a forma como tais jatos são formados e modificados com o passar do tempo.

Uma maior contribuição às observações foram possíveis pelo Instituto Max Planck para Astronomia de Rádio (MPIfR, da sigla em inglês para Max Planck Institute for Radio Astronomy) em Bonn (Alemanha), onde os dados de todos os telescópios utilizados foram combinados para criar incrível telescópio virtual com diâmetro efetivo de 100 mil km.

Segundo o Phys.org, em pesquisa publicada nesta quinta-feira (26) na Nature, pesquisadores, incluindo alguns do MPIfR, fotografou a região mais profunda do jato no blazar 3C 279 de resolução angular sem precedentes e detectaram, de forma notável, filamentos helicoidais regulares que podem requerer revisão dos modelos teóricos usados até hoje para explicar o processo pelo qual os jatos são produzidos em galáxias ativas.

Graças à RadioAstron, a missão espacial para a qual o radiotelescópio em órbita alcançou distâncias tão distantes quanto a Lua e a uma rede de 23 radiotelescópios distribuídos pela Terra, obtivemos a imagem de mais alta resolução do interior de um blazar até o momento, permitindo-nos observar pela primeira vez a estrutura interna do jato com tantos detalhes pela primeira vez.

Antonio Fuentes, pesquisador líder do Instituto de Astrofísica de Andaluzia (IAA-CSIC) em Granada (Espanha)

A nova janela no Universo aberta pela missão RadioAstron revelou novos detalhes no jato de plasma de 3C 279 um blazar com um buraco negro supermassivo em seu núcleo. O jato tinha, ao menos, dois filamentos de plasma torcidos estendendo mais de 570 anos-luz do centro.

Esta é a primeira vez que vimos tais filamentos tão próximos da origem do jato e eles nos dizem mais sobre como o buraco negro molda o plasma. O jato interno também foi observado por dois outros telescópios, o GMVA e o EHT, em comprimentos de onda muito mais curtos [3,5 mm e 1,3 mm], mas eles não foram capazes de detectar as formas filamentares porque eram muito tênues e grandes demais para esta resolução. Isso mostra como telescópios diferentes podem revelar diferentes características do mesmo objeto.

Eduardo Ros, membro do time de pesquisa e agendador europeu da GMVA

Os jatos de plasma vêm de blazares que não são exatamente diretos e uniformes. Eles mostram distorções e curvas que mostram como o plasma é afetado pelas forças que cercam o buraco negro.

Os astrônomos que estudaram essas distorções em 3C 279, chamados filamentos helicoidais, descobriram que eles foram causados por instabilidades desenvolvidas no jato de plasma.

Estrutura filamentar do jato em 3C 279 revelada pela RadioAstron (Imagem: Nature)

No processo, eles também perceberam que a teoria antiga que eles utilizavam para explicar como os jatos mudaram com o tempo não é mais válida. Por isso, os novos modelos teóricos são necessários modelos que possam explicar como tais filamentos helicoidais formam e evoluem tão perto da origem do jato.

Isso se mostra grande desafio, mas é, ainda, grande oportunidade para aprender mais sobre os incríveis fenômenos cósmicos.

Um aspecto particularmente intrigante decorrente de nossos resultados é que eles sugerem a presença de um campo magnético helicoidal que confina o jato. Portanto, pode ser o campo magnético, que gira no sentido horário em torno do jato em 3C 279, que direciona e orienta o plasma do jato movendo-se a uma velocidade de 0,997 vezes a velocidade da luz.

Guang-Yao Zhao, atualmente afiliado ao MPIfR e membro da equipe de cientistas

Filamentos helicoidais semelhantes foram observados em jatos extragalácticos antes, mas em escalas muito maiores, onde se acredita que resultam de diferentes partes do fluxo movendo-se em velocidades diferentes e cortando umas contra as outras. Com este estudo, estamos entrando em terreno totalmente novo, no qual estes filamentos podem estar realmente ligados aos processos mais complexos nas imediações do buraco negro que produz o jato.

Andrei Lobanov, outro cientista do MPIfR na equipe de pesquisadores

O estudo do jato em 3C 279 amplia o esforço contínuo para melhor compreensão do papel dos campos magnéticos na formação inicial de fluxos relativísticos de núcleos galáticos ativos.