Pesquisadores anunciaram a detecção de evidências de um vento em escala cósmica proveniente do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, o Sagittarius A* (Sgr A*). A descoberta, publicada em 4 de junho na revista The Astrophysical Journal Letters, pode solucionar um dos enigmas mais antigos da astronomia: por que esse buraco negro, o mais próximo e estudado da humanidade, parecia não emitir vento ou jatos, ao contrário de outros objetos similares.

Um mistério de 50 anos

Sgr A* possui massa equivalente a cerca de 4 milhões de sóis. As leis da física indicam que buracos negros não apenas consomem matéria, mas também expulsam parte dela na forma de vento ou jatos. No entanto, desde sua descoberta na década de 1970, o objeto permaneceu estranhamente silencioso. Indícios de erupções de vento datavam de mais de 20 mil anos atrás, sem registros recentes.

“Este é o buraco negro mais próximo de nós e o mais estudado”, afirmou Mark Gorski, professor assistente de pesquisa na Northwestern University. “É o que podemos resolver e ver toda a física ao seu redor, e ainda assim parecia não ter vento. Todo buraco negro no universo se comporta dessa maneira, mas o que está mais próximo de nós é diferente. Isso era um problema enorme.”

Cinco anos de observações

Gorski e Lena Murchikova, professora assistente de física e astronomia na Northwestern, utilizaram o radiotelescópio Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), no Chile, para criar o mapa mais detalhado já feito do gás frio ao redor de Sgr A*. Após remover toda a interferência de rádio proveniente do buraco negro, os pesquisadores identificaram uma grande cavidade em forma de cone, com cerca de 3 anos-luz de comprimento e ângulo de abertura de 45 graus, apontando diretamente para o buraco negro.

“O vento do buraco negro age como um secador de cabelo”, explicou Gorski. “Ele sopra ar quente e turbulento em um material mais frio e denso, como o seu cabelo molhado. O vento é quente e forte o suficiente para aquecer e soprar a água do seu cabelo molhado e movê-lo um pouco — mas não forte o suficiente para arrancar completamente o cabelo da sua cabeça.”

A dupla também usou o Chandra X-ray Observatory da NASA para confirmar que o gás frio na região estava sendo moldado por plasma quente (gás eletricamente carregado) vindo do centro galáctico. “Se o gás frio estivesse na frente ou atrás do plasma quente, não haveria uma correlação forte”, disse Gorski. “Embora não tenhamos detectado diretamente as partículas se movendo no vento, conseguimos deduzir a direção e a energia do vento.”

Por que demorou tanto?

Segundo Gorski, duas razões principais explicam a demora de mais de 50 anos para detectar o vento. A primeira é que os instrumentos só recentemente se tornaram avançados o suficiente para ver através do gás e da poeira entre a Terra e o centro galáctico. A segunda é que Sgr A* está em um período de quietude, tornando o vento mais fraco e, portanto, muito mais difícil de detectar. Buracos negros supermassivos alternam entre períodos ativos e quietos, dependendo do suprimento de material ao redor.

“Nosso resultado essencialmente diz que este buraco negro também tem vento, então não é estranho, e a física dos buracos negros em geral funciona como esperávamos”, disse Murchikova. “Mas o vento foi difícil de encontrar porque era muito fraco. Nunca antes tínhamos visto um vento fraco proveniente de um buraco negro.”

Observações de buracos negros em outras galáxias revelaram jatos extremamente poderosos, mas esses eventos são raros. “Na maior parte do tempo, os buracos negros estão em estado de repouso e apenas sopram uma brisa suave, o que é mais difícil de detectar porque não há fogos de artifício saindo”, acrescentou Murchikova.

Uma descoberta emocionante para a comunidade

Christopher Reynolds, professor de astronomia da University of Maryland, College Park, que não participou do estudo, elogiou a análise. “Esses fluxos de saída se mostraram realmente difíceis de detectar ao observarmos nosso próprio buraco negro supermassivo — até agora. Este estudo apresenta um caso bastante convincente de que um vento proveniente do buraco negro supermassivo da nossa galáxia se expandiu para fora através da poeira e do gás ao redor. Eles não viram o vento em si, mas sua presença é bastante clara. Isso exigiu uma análise muito cuidadosa de quase 5 anos de dados do radiotelescópio mais sensível do mundo — um verdadeiro tour de force.”

Dan Wilkins, professor assistente de pesquisa no departamento de astronomia da Ohio State University, também não participou do estudo. “Ver evidências de ventos impulsionados por buracos negros em nossa própria galáxia não apenas nos oferece um novo caminho para entender como esses ventos são gerados, mas também mostra que buracos negros supermassivos ainda são capazes de lançar um vento em suas galáxias hospedeiras mesmo quando não estão passando por fases ativas de crescimento rápido”, escreveu.

Priyamvada Natarajan, professor de astronomia e física da Yale University, chamou a descoberta de “emocionante”. “Sagittarius A* tem sido há muito tempo a grande frustração da astrofísica do centro galáctico: próximo o suficiente para ser estudado em detalhes requintados, mas obstinadamente silencioso, aparentemente sem vento. Este artigo desmonta essa visão. É isso que parece a astronomia observacional paciente e profunda quando ela compensa.”

Próximos passos

Os pesquisadores planejam expandir o mapa de gás frio para uma região maior, a fim de diagnosticar o impacto total do vento. Também pretendem criar um “filme” do gás se aproximando do buraco negro para observar como as nuvens se movem e estimar quanto gás o buraco negro consome.

A descoberta abre novas questões sobre como os buracos negros supermassivos lançam ventos, provavelmente relacionadas à rotação dos campos magnéticos ao redor do buraco negro enquanto o gás orbita. “Os autores entregaram à comunidade um novo observável, e os desdobramentos serão ricos”, concluiu Natarajan.