Por mais de um século e meio, os astrônomos têm se sentido fascinados pela distante galáxia OJ 287, situada a cerca de cinco bilhões de anos-luz da Terra. Suas perplexas variações de brilho há muito sugerem que dois enormes buracos negros podem estar orbitando e se fundindo em seu centro. Agora, uma equipe internacional liderada pela Dra. Efthalia Traianou da Universidade de Heidelberg capturou uma imagem altamente detalhada do núcleo da galáxia, revelando características nunca vistas antes. Utilizando um telescópio de rádio espacial, os pesquisadores produziram uma imagem que descortina uma seção fortemente curva de um jato de plasma fluindo do centro da galáxia, oferecendo novas percepções sobre os ambientes extremos que cercam buracos negros supermassivos.
OJ 287 é classificada como um blazar, um tipo de galáxia ativa conhecida por sua intensa energia e luminosidade. Em seu coração reside um buraco negro supermassivo que atrai matéria do espaço circundante e projeta parte dela para fora em colossais jatos de plasma repletos de radiação, calor, campos magnéticos e partículas pesadas. “Nunca antes observamos uma estrutura na galáxia OJ 287 com o nível de detalhe visto na nova imagem,” disse a Dra. Traianou, uma pesquisadora de pós-doutorado que trabalha com o Dr. Roman Gold no Centro Interdisciplinar de Computação Científica da Universidade de Heidelberg.
A imagem penetra profundamente no centro da galáxia, revelando uma estrutura de jato dobrada em formato de fita e fornecendo pistas sobre a composição e o movimento do plasma. Algumas áreas alcançam temperaturas em torno de dez trilhões de graus Kelvin, demonstrando quanta energia está sendo liberada nas proximidades do buraco negro. Os cientistas também detectaram uma nova onda de choque se formando e colidindo ao longo do jato, a qual associaram a níveis de energia de trilhões de elétron-volts observados em um sinal de raios gama incomum detectado em 2017.
Para obter esta visão notável, os pesquisadores utilizaram um interferômetro rádio de solo e espaço que combinou um telescópio de rádio em órbita da Terra (a antena de dez metros da missão RadioAstron a bordo do satélite Spektr-R) com 27 observatórios terrestres ao redor do mundo. Ao vincular os sinais desses observatórios, eles efetivamente criaram um telescópio virtual cinco vezes mais largo do que o diâmetro da Terra. A resolução extraordinária da imagem resultante vem da medição de como as ondas de luz se sobrepõem, aproveitando ao máximo as propriedades ondulatórias da própria luz.
A imagem interferométrica sustenta a suposição de que um buraco negro supermassivo binário está localizado dentro da galáxia OJ 287. Também fornece informações importantes sobre como os movimentos desses buracos negros influenciam a forma e a orientação dos jatos de plasma emitidos. “Suas propriedades especiais fazem da galáxia um candidato ideal para pesquisas adicionais sobre buracos negros em fusão e as ondas gravitacionais associadas,” afirma Efthalia Traianou.
Instituições da Alemanha, Itália, Rússia, Espanha, Coreia do Sul e dos EUA contribuíram para a pesquisa. O trabalho foi apoiado por várias instituições de pesquisa e fomento. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.
