Um buraco negro dormiu 100 milhões de anos — e agora explodiu no espaço

Um buraco negro supermassivo na galáxia J1007+3540 ficou em silêncio absoluto por cerca de 100 milhões de anos. Agora acordou — e seus novos jatos de plasma se estendem por quase um milhão de anos-luz pelo espaço profundo. Astrônomos chamaram o fenômeno de “vulcão cósmico.”

A descoberta foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society por uma equipe internacional liderada por Shobha Kumari, do Midnapore City College, na Índia. As imagens foram obtidas com o radiotelescópio LOFAR, nos Países Baixos, e com o uGMRT, na Índia.

O que as imagens mostram

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As imagens de rádio revelam duas camadas bem distintas. Na parte externa, um halo de plasma antigo e enfraquecido — resto de uma erupção anterior, estimada em centenas de milhões de anos. No interior, um jato brilhante e compacto, sinal claro de que o motor central da galáxia voltou a funcionar. O intervalo entre os dois episódios é de aproximadamente 100 milhões de anos de inatividade total.

“É como assistir a um vulcão cósmico entrar em erupção depois de eras de calmaria — só que esse é grande o suficiente para esculpir estruturas que se estendem por quase um milhão de anos-luz,” disse Kumari.

Para ter uma ideia da escala: um milhão de anos-luz é cerca de dez vezes o diâmetro da Via Láctea.

Por que o buraco negro não vai em linha reta

J1007+3540 fica dentro de um aglomerado de galáxias repleto de gás superaquecido. Esse gás exerce uma pressão enorme sobre os jatos recém-ativados — muito maior do que a maioria das radiogaláxias enfrenta. O resultado é que os jatos não avançam em linha reta: eles são dobrados, comprimidos e distorcidos pelo ambiente ao redor.

As imagens do LOFAR mostram o lobo norte da galáxia literalmente amassado e curvado, com o plasma sendo empurrado de volta pela resistência do gás. Os dados do uGMRT confirmam que essa região contém partículas extremamente antigas, que perderam boa parte da sua energia ao longo de milhões de anos.

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“J1007+3540 é um dos exemplos mais claros de interação entre jato e cluster, onde o gás quente dobra, comprime e distorce os jatos,” explicou o co-autor Sabyasachi Pal.

O que isso significa para a ciência

Quando buracos negros ativos jogam energia cinética para o gás ao redor, podem impedir que esse gás se resfrie e colapse para formar novas estrelas. Esse mecanismo — chamado de feedback AGN — regula o crescimento das galáxias ao longo do tempo. A galáxia que hospeda J1007+3540 tem estrelas com mais de 12 bilhões de anos, mas ainda está formando novas estrelas a uma taxa de mais de 100 massas solares por ano. O ciclo ainda não acabou.

O estudo tem limitações. O intervalo de 100 milhões de anos de inatividade é uma estimativa baseada em modelos do envelhecimento do plasma — não uma medição direta. Incertezas nesses modelos podem afetar o cálculo. Além disso, a pesquisa foca em uma única galáxia, e ainda não se sabe com que frequência ciclos assim ocorrem em outras radiogaláxias gigantes.

A equipe planeja observações de acompanhamento com maior resolução para acompanhar como os jatos reativados se propagam pelo ambiente ao redor da galáxia.

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