Astrônomos descobriram o que acontece quando a erupção de um buraco negro supermassivo é varrida pela colisão e fusão de dois enxames galácticos. Esta composição contém raios-X do Chandra (azul), emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e dados óticos do Subaru (vermelho, verde e azul) dos enxames em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenómenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas.Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; ótico - NAOJ/Subaru; rádio - NCRA/TIFR/GMRT
Astrónomos descobriram uma combinação de dois dos fenómenos mais poderosos do Universo, um buraco negro supermassivo e a colisão de enxames galácticos gigantes, o que criou um estupendo acelerador de partículas cósmicas. Combinando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, do GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) na Índia, do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF e de outros telescópios, investigadores descobriram o que acontece quando matéria ejetada por um buraco negro gigante é varrida na fusão de dois enormes enxames galácticos.
"Vimos cada um destes fenómenos espetaculares separadamente em muitos lugares," afirma Reinout van Weeren do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, que liderou o estudo que aparece na edição inaugural da revista Nature Astronomy. "Porém, esta é a primeira vez que os vimos claramente ligados no mesmo sistema. Esta "pancada" cósmica dupla está localizada num par de enxames galácticos em colisão de nome Abell 3411 e Abell 3412, situados a aproximadamente 2 mil milhões de anos-luz da Terra. Os dois enxames são ambos muito massivos, cada com uma massa de mil biliões de sóis.
Versão legendada da imagem que mostra a erupção de um buraco negro supermassivo varrida pela colisão e fusão de dois enxames galácticos. Esta composição contém raios-X do Chandra (azul), emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e dados óticos do Subaru (vermelho, verde e azul) dos enxames em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenómenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; ótico - NAOJ/Subaru; rádio - NCRA/TIFR/GMRT
A aparência em forma de cometa dos raios-X detetados pelo Chandra é produzida pelo gás quente de um aglomerado colidindo com o gás quente do outro enxame. Os dados óticos do Observatório Keck e do Telescópio Subaru do Japão, ambos em Mauna Kea, Hawaii, detetaram as galáxias em cada enxame. Em primeiro lugar, pelo menos um buraco negro supermassivo num dos enxames galácticos produziu um funil magnético rotativo. Os poderosos campos eletromagnéticos associados com esta estrutura aceleraram parte do gás para fora da vizinhança do buraco negro sob a forma de um jato energético de alta-velocidade.
Então, essas partículas aceleradas no jato subiram novamente de velocidade quando encontraram ondas de choque colossais - versões cósmicas de "booms" sónicos produzidos por aviões supersónicos - formadas pela colisão das nuvens gigantescas de gás associadas com os enxames de galáxias.
"É quase como lançar um foguetão para baixa órbita terrestre e seguidamente sair disparado do Sistema Solar por uma segunda queima dos motores," afirma o coautor Felipe Andrade-Santos, também do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica. "Estas partículas estão entre as mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia."
Esta descoberta resolve um mistério de longa data na investigação de enxames galácticos, no que respeita à origem dos belos redemoinhos de emissão de rádio que se prolongam por milhões de anos-luz, detetados em Abell 3411 e Abell 3412 com o GMRT. A equipe determinou que, à medida que as ondas de choque percorrem o enxame durante centenas de milhões de anos, as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.
"Este resultado mostra que uma notável combinação de eventos poderosos gera estas fábricas de aceleração de partículas, que são as maiores e mais poderosas do Universo," afirma o coautor William Dawson do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, em Livermore, no estado norte-americano da Califórnia. "É um pouco poético - foi necessária uma combinação dos maiores observatórios do mundo para entender isto."
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