Descobertos traços misteriosos no centro da Via Láctea

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/06/2023

Ainda sabemos pouco sobre os filamentos verticais, mas os horizontais parecem ser bem mais enigmáticos - e mais jovens.
[Imagem: F. Yusef-Zadeh et al. - 10.3847/2041-8213/acd54b]

Filamentos no centro da galáxia

Uma equipe internacional de astrofísicos descobriu estruturas até hoje desconhecidas - e não teorizadas - no centro da Via Láctea.

Há décadas se sabe da existência de grandes filamentos pendurados verticalmente perto do Sagitário A*, o buraco negro supermassivo central da nossa galáxia.

Agora, Farhad Yusef-Zadeh e seus colegas descobriram uma nova população de filamentos, só que são fios muito mais curtos e que ficam na horizontal ou radialmente, espalhando-se como os raios de uma roda a partir do buraco negro.

Enquanto os filamentos verticais varrem a galáxia, elevando-se a até 150 anos-luz de altura em relação ao centro galáctico, os filamentos horizontais agora descobertos se parecem mais com os pontos e traços do código Morse, decorando apenas um lado do Sagitário A*.

Ou seja, embora as duas populações de filamentos compartilhem algumas semelhanças, suas características também dizem que elas não podem ter-se originado pelo mesmo processo.

"Nós descobrimos que esses filamentos não são aleatórios, mas parecem estar ligados ao fluxo de saída do nosso buraco negro. Ao estudá-los, poderemos aprender mais sobre a rotação do buraco negro e a orientação do disco de acreção. É gratificante quando se encontra ordem no meio de um campo caótico do núcleo da nossa galáxia," disse Yusef-Zadeh.

Imagem do centro galáctico com ângulos de posição codificados por cores de todos os filamentos.
[Imagem: Farhad Yusef-Zadeh/Northwestern University]

Filamentos horizontais e verticais

Até agora já foram mapeados quase 1.000 filamentos verticais, que aparecem em pares e aglomerados, muitas vezes empilhados, igualmente espaçados, ou lado a lado, como cordas de uma harpa.

Assim, foi uma surpresa encontrar filamentos horizontais. Mais do que isso, esses filamentos horizontais são muito jovens, não parecendo ter mais do que seis milhões de anos.

"Achamos que eles devem ter-se originado de algum tipo de fluxo de uma atividade que aconteceu há alguns poucos milhões de anos," disse Yusef-Zadeh. "Eles parecem ser o resultado de uma interação entre esse material que flui para fora e objetos próximos."

Para entender a referência que o pesquisador faz ao "fluxo de saída", é preciso lembrar que, embora os buracos negros sejam conhecidos por engolir qualquer matéria que ultrapasse seu horizonte de eventos, o sistema como um todo é mais complexo, envolvendo também uma estrutura semelhante a um disco, chamado disco de acreção.

Devido à necessidade do sistema como um todo - buraco negro mais disco - conservar o momento angular, uma fração de matéria escapa verticalmente por meio de um fluxo de saída de material. Assim, na verdade um sistema de buraco negro tem tanto um fluxo para dentro - a matéria que cai nele - quanto um fluxo externo - a matéria que escapa dele. Em quantidade muito menor, a radiação Hawking é outra fonte de matéria que escapa do buraco negro.

Um diagrama esquemático do fluxo de saída do Sagitário A*, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea.
[Imagem: Farhad Yusef-Zadeh/Northwestern University]

Semelhanças e diferenças

Enquanto ambas as populações compreendam filamentos unidimensionais, que podem ser vistos com ondas de rádio e parecem estar ligados a atividades no centro galáctico, as semelhanças terminam por aí.

Os filamentos verticais são perpendiculares ao plano galáctico; os filamentos horizontais são paralelos ao plano, mas apontam radialmente em direção ao centro da galáxia, onde se encontra o buraco negro.

Os filamentos verticais são magnéticos e relativísticos; os filamentos horizontais parecem emitir radiação térmica.

Os filamentos verticais abrangem partículas que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz; os filamentos horizontais parecem acelerar o material térmico em uma nuvem molecular.

Existem várias centenas de filamentos verticais e apenas algumas centenas de filamentos horizontais.

Os filamentos verticais adornam o espaço ao redor do núcleo da galáxia; os filamentos horizontais parecem se espalhar apenas para um lado, apontando para o buraco negro.

E os filamentos verticais, que medem até 150 anos-luz de altura, superam em muito o tamanho dos filamentos horizontais, que medem apenas 5 a 10 anos-luz de comprimento.

Assim, a nova descoberta trouxe mais perguntas do que respostas, mas a equipe pretende continuar tentando responder a cada uma delas, uma por vez. "Nosso trabalho nunca está completo. Sempre precisamos fazer novas observações e continuamente desafiar nossas ideias e aprimorar nossa análise," finalizou Yusef-Zadeh.

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