O dia “0” das observações começa 4 meses após ejeção do jato. (Créditos da imagem: NASA/Universidade de Paris/M. Espinasse et al).

No centro das galáxias, enormes buracos negros se escondem “nas sombras” e, geralmente, engolem material que ousa a se aproximar. No entanto, nem sempre é esse o caso. Novas imagens mostram o que acontece quando um buraco negro age como uma fonte de gás.

Publicado originalmente por Inverse.

Os astrônomos recentemente observaram de relance dois jatos de gás quente saindo de um buraco negro de massa estelar a 80% da velocidade da luz, criando uma explosão cósmica que alimenta ainda mais o nosso fascínio por esses objetos misteriosos.

Uma equipe de astrônomos gravou quatro observações feitas pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA nos anos de 2018 e 2019, permitindo que eles detectassem os jatos quando irrompem do buraco negro, disparando para longe do centro e atingindo diretamente a matéria ao redor.

As observações foram detalhadas em um estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters.

O buraco negro MAXI J1820+070 está localizado a cerca de 10 mil anos-luz de distância e tem uma estrela companheira solitária que mede cerca de metade da massa do Sol. É um buraco negro de massa estelar, o que significa que se formou após o colapso gravitacional de uma estrela. Portanto, esse buraco negro é minúsculo em comparação aos outros, com cerca de oito vezes a massa do Sol.

Isso pode parecer grande, mas considerando que o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, o Sagitário A*, é 4 milhões de vezes a massa do Sol, o MAXI J1820+070 é relativamente pequeno.

O horizonte de eventos marca a fronteira em torno de um buraco negro, do qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. No entanto, enquanto o gás quente da estrela circundante cai no buraco negro, parte do gás dispara na forma de jatos, ou pequenos feixes de material, fora do horizonte de eventos. Os jatos são apontados em direções opostas, afastando-se do buraco negro em direção ao norte e ao sul.

De nossa perspectiva na Terra, parece que o jato do norte está se movendo a 60% da velocidade da luz, enquanto o sul está viajando a 160% da velocidade da luz. No entanto, isso é impossível: a velocidade da luz é definida como 300 mil metros por segundo, e nada pode viajar tão rápido quanto, e certamente não mais. Se um objeto tentasse viajar na velocidade da luz, sua massa se tornaria infinita.

A razão pela qual o jato do sul parece estar viajando mais rápido que a velocidade da luz é o resultado de uma ilusão de ótica, dada a nossa perspectiva terrestre. O jato do sul é apontado em nossa direção e, se algo viaja em nossa direção perto da velocidade da luz, ao longo de uma direção próxima à nossa linha de visão, isso significa que ele está viajando quase tão rapidamente em nossa direção quanto a luz que gera. Portanto, dá a ilusão de que está viajando mais rápido que a velocidade da luz.

Mas, na realidade, a velocidade das partículas nos dois jatos é superior a 80% da velocidade da luz. Portanto, não está quebrando completamente as regras da física.