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“Bomba de buraco negro” confirma efeito Zel’dovich; entenda

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Pesquisadores conseguiram demonstrar pela primeira vez em laboratório uma versão experimental da chamada “bomba de buraco negro”, fornecendo evidências concretas para o efeito Zel’dovich, proposto na década de 1970. A experiência marca um avanço importante na física teórica ao mostrar que é possível amplificar energia por meio de rotação, algo que, até então, era apenas especulado em contextos envolvendo buracos negros.

O experimento foi liderado por uma equipe internacional de físicos e se baseia em conceitos formulados originalmente por Roger Penrose e Yakov Zel’dovich. A pesquisa foi publicada no repositório de estudos científicos arXiv e ainda aguarda revisão por pares.

Origem do efeito: buracos negros e energia negativa

  • A ideia de extrair energia de um buraco negro surgiu com Roger Penrose, que em 1969 propôs um mecanismo no qual partículas poderiam ganhar energia ao interagir com a ergosfera — a região do espaço próxima ao buraco negro, mas ainda fora do horizonte de eventos.
  • Neste processo, conhecido como processo de Penrose, uma partícula poderia se dividir em duas: uma parte absorvida pelo buraco negro com energia negativa e outra ejetada com mais energia do que possuía originalmente.
  • Esse conceito, por mais contraintuitivo que pareça, está de acordo com as previsões da relatividade geral.
  • A chave para isso seria a absorção de energia negativa pelo buraco negro, o que reduziria sua energia rotacional e permitiria que o outro fragmento escapasse com energia adicional.

Zel’dovich propõe um teste mais viável

Dado que não temos buracos negros disponíveis para testes, o físico Yakov Zel’dovich sugeriu, anos depois, um cenário mais prático. A proposta envolvia usar ondas com momento angular refletidas por um objeto em rotação acelerada. Se a velocidade da rotação fosse alta o suficiente, as ondas poderiam ser amplificadas ao invés de absorvidas, roubando parte da energia rotacional do objeto — uma analogia direta ao que aconteceria na interação com um buraco negro.

Como não é possível fazer o experimento em um buraco negro de verdade, cientistas apresentaram cenários mais práticos (Imagem: Vadim Sadovski / Shutterstock.com)

Esse fenômeno se relaciona com o efeito Doppler rotacional, que altera a frequência das ondas conforme a rotação da superfície. A equipe já havia testado esse efeito com ondas sonoras, observando mudanças nas frequências que indicavam ganho de energia. Mais recentemente, o foco se voltou para as ondas eletromagnéticas.

Amplificação com ondas eletromagnéticas

Na nova experiência, os pesquisadores utilizaram um cilindro de alumínio em rotação e um circuito ressonante. O objetivo era criar uma condição em que, sob a perspectiva do cilindro girando, as ondas eletromagnéticas atingissem uma frequência angular negativa. Segundo a pesquisadora Marion Cromb, isso significa absorção negativa, o que se traduz em amplificação da energia.

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Conceito e esquema do experimento (Imagem: Cromb et al. / arXiv)

“O cilindro atua como um amplificador de um modo rotacional do campo eletromagnético e, quando emparelhado com um ressonador de baixa perda, torna-se instável e passa a funcionar como um gerador”, explicou a equipe no artigo. O sistema conseguiu amplificar sinais gerados apenas a partir do ruído de fundo, demonstrando o equivalente ao que os teóricos chamam de bomba de buraco negro.

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Resultados e próximos passos

Os físicos observaram uma amplificação exponencial espontânea dos modos eletromagnéticos, algo que reforça a viabilidade do conceito proposto por Penrose e Zel’dovich. Embora o experimento tenha ocorrido em ambiente controlado e com materiais comuns, como alumínio, os efeitos simulam os comportamentos previstos para buracos negros reais.

“O desafio agora é observar a geração espontânea de ondas eletromagnéticas e sua amplificação desenfreada a partir do vácuo”, afirmam os autores do estudo. Com base nos resultados obtidos, esse objetivo seria uma questão de tempo e de desenvolvimento tecnológico, ainda que complexo.

A pesquisa amplia as fronteiras da física ao mostrar como fenômenos teóricos extremos podem ser simulados em laboratório, com potencial aplicação futura em energia e tecnologias de ressonância.

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Buraco negro oculto há décadas é encontrado pelo James Webb

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Pesquisadores usaram o Telescópio James Webb (JWST) para descobrir traços de um buraco negro supermassivo procurado há décadas na galáxia espiral Messier 83 (M83). O sensor infravermelho do JWST revelou emissões de gás neon ionizado, o que pode ser evidência de um núcleo galáctico ativo (AGN), ou seja, um buraco negro crescendo no centro de M83.

Astrônomos levaram décadas para confirmar se M83 teria em seu centro um buraco negro em atividade. Pesquisadores pensavam que ele estaria dormente ou escondido por trás da poeira espacial, sendo de difícil observação. A nova pesquisa com dados do JWST trouxe maiores evidências para resolver o mistério.

“Durante anos, astrônomos procuraram por um buraco negro em M83 sem sucesso. Agora, finalmente temos uma pista convincente que sugere que um pode estar presente” disse Svea Hernandez, pesquisadora principal do estudo, em um comunicado.

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Sensor do JWST foi a base da descoberta

A astrônoma revelou que, antes do JWST, pesquisadores não tinham as ferramentas para detectar com clareza o gás neon altamente ionizado emitido em M83. Com o refinado sensor de infravermelho do telescópio, a equipe conseguiu explorar novas captações de sinais para entender as profundezas do cosmos.

O grupo detectou pequenos aglomerados de gás neon perto do núcleo da galáxia. A energia necessária para emitir esses jatos é maior do que uma supernova ou qualquer estrela poderia liberar, o que faz da hipótese de um buraco negro supermassivo a melhor explicação, segundo os pesquisadores.

“Essas assinaturas exigem grandes quantidades de energia para serem produzidas – mais do que estrelas normais conseguem gerar. Isso sugere fortemente a presença de um AGN até então indefinido”, explicou Hernandez.

A equipe agora pretende produzir novos estudos usando outros observatórios e telescópios com tecnologia de ponta. Os próximos da lista são o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o Very Large Telescope (VLT). 

Essas captações adicionais servirão para confirmar as emissões detectadas. O grupo também busca determinar, com os futuros dados, se M83 tem mesmo um núcleo galáctico ativo ou se outro fenômeno está liberando o gás.

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De água em Marte a ondas gravitacionais: 5 artigos da Nature que redefiniram a astronomia e astrofísica

by with No Comment buraco negroCiência e EspaçoExoplanetasmagnetarondas gravitacionais

A revista Nature é um dos periódicos científicos mais antigos e respeitados do mundo. Fundada em 1869, ela se tornou sinônimo de excelência acadêmica ao publicar descobertas que marcaram a história da ciência em diversas áreas, como biologia, física, química e, especialmente, astronomia.

Ter um artigo aceito pela Nature é uma validação poderosa do rigor e da relevância de um estudo. No campo da astronomia e astrofísica, essa visibilidade é ainda mais crucial, já que as descobertas frequentemente envolvem cooperação internacional, investimentos bilionários e implicações filosóficas e tecnológicas de grande alcance.

Ao longo das últimas décadas, o periódico serviu como vitrine para descobertas que mudaram a forma como enxergamos o Universo. Hoje nós vamos conhecer os cinco artigos mais influentes publicados pela Nature no campo dos estudos da astronomia e astrofísica.

5 maiores descobertas da astronomia e astrofísica publicadas na revista Nature

No campo dos estudos sobre nosso Universo, a astronomia é a ciência que estuda os corpos celestes, como planetas, estrelas, galáxias, cometas e o próprio Universo como um todo. Ela investiga suas posições, movimentos, estruturas, origens e evoluções.

Desde os tempos antigos, a astronomia tem sido uma ferramenta fundamental para a humanidade entender seu lugar no cosmos, ajudando na criação de calendários, na navegação e no desenvolvimento de teorias físicas e matemáticas.

Já a astrofísica é um ramo da própria astronomia que se concentra em entender os processos físicos e químicos que regem o funcionamento desses corpos celestes. Assim, enquanto a astronomia é mais ampla e abrange a descrição e a observação do Universo, a astrofísica se aprofunda nos mecanismos internos e nas causas dos fenômenos cósmicos.

Evidência de água líquida em Marte (2018)

Em julho de 2018, cientistas publicaram na Nature um artigo intitulado “Evidence for Liquid Water on Mars from Radar Observations”, que relatava a identificação de um lago subterrâneo de água líquida sob a calota polar sul de Marte. A descoberta foi feita com base em dados do instrumento MARSIS, um radar embarcado na sonda europeia Mars Express, que analisa o subsolo marciano usando ondas de rádio.

Terraformação de Marte. Crédito: Daein Ballard – Wikimedia Commons (domínio público)

Os dados mostraram reflexões compatíveis com o acúmulo de água salgada a cerca de 1,5 km abaixo da superfície. Isso indicava não apenas a presença de gelo, mas de água em estado líquido, uma condição rara e extremamente importante em Marte, onde a baixa pressão e temperatura geralmente impedem esse estado físico.

A importância dessa descoberta é gigantesca. Água líquida é um ingrediente essencial para a vida como conhecemos, o que reacendeu o interesse por investigações sobre possíveis formas de vida microbiana no planeta.

Além disso, reforçou a urgência de futuras missões robóticas e humanas que explorem a subsuperfície marciana, tanto para fins científicos quanto como estratégia de sobrevivência para futuras colônias humanas.

Uma estrela orbitando perto de um buraco negro (2002)

Publicado em 2002, o artigo “A Star Orbiting Close to the Galactic Centre Black Hole” trouxe uma das evidências mais sólidas da existência de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, conhecido como Sagitário A*. A equipe, liderada por Reinhard Genzel, observou a estrela S2 orbitando muito próxima do centro galáctico, completando uma volta a cada 16 anos.

Imagem real do buraco negro supermassivo central da Via Láctea, batizado de Sagitário A*. Crédito: Colaboração do Event Horizon Telescope

As medições extremamente precisas da órbita de S2 permitiram calcular a massa do objeto invisível ao redor do qual ela girava cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol e determinar sua localização com alta precisão. Esse foi um dos primeiros estudos a mostrar de forma incontestável que o núcleo da nossa galáxia abriga um buraco negro supermassivo.

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A importância da descoberta vai além da confirmação do buraco negro. Ela abriu portas para testar os limites da Teoria da Relatividade Geral de Einstein em condições extremas de gravidade, além de fornecer um laboratório natural para o estudo de astrofísica de alta energia. As observações dessa região continuam sendo feitas com telescópios como o VLT e o GRAVITY, levando a descobertas cada vez mais detalhadas.

Ondas gravitacionais da colisão de dois buracos negros (2016)

A publicação do artigo “Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger” em 2016 marcou um dos momentos mais históricos da física moderna. Ele anunciava a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, pequenas ondulações no tecido do espaço-tempo previstas por Albert Einstein há mais de um século.

Ondas gravitacionais geradas por estrelas de nêutrons pouco antes de sua colisão – Créditos: LIGO/MIT

As ondas foram captadas em setembro de 2015 pelos detectores do LIGO nos Estados Unidos, vindas da fusão de dois buracos negros com cerca de 30 massas solares cada. Esse evento ocorreu a mais de um bilhão de anos-luz da Terra e liberou mais energia em poucos segundos do que todas as estrelas do Universo visível combinadas naquele instante.

O impacto foi imenso: inaugurou a chamada astronomia de ondas gravitacionais, permitindo aos cientistas “ouvir” o Universo, e não apenas o observar com luz. Desde então, dezenas de eventos foram detectados, inclusive colisões de estrelas de nêutrons, que ajudaram a explicar a origem de elementos pesados como o ouro e a platina.

Primeiro exoplaneta orbitando uma estrela (1995)

Em 1995, Michel Mayor e Didier Queloz publicaram o artigo “A Jupiter-mass companion to a solar-type star”, no qual descreveram a detecção do primeiro exoplaneta orbitando uma estrela parecida com o Sol: o 51 Pegasi b. Usando a técnica de velocidade radial, os cientistas perceberam que a estrela oscilava de forma periódica, indicando a presença de um planeta gigante gasoso muito próximo dela.

Imagem: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, K. Miller (Caltech / IPAC)

Essa descoberta foi revolucionária. Até então, exoplanetas eram apenas especulações. O artigo comprovou sua existência, desencadeando uma corrida científica global para detectar e caracterizar outros mundos. Desde então, milhares de exoplanetas já foram descobertos por missões como Kepler e TESS, levando à criação de um novo ramo científico: a exoplanetologia.

O estudo abriu novas questões sobre a formação de sistemas planetários, a diversidade de mundos e, principalmente, a busca por vida fora da Terra.

Pulsos de rádio ultrarrápidos e o magnetar

Em 2020, cientistas publicaram na Nature o artigo “A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar”, que estabeleceu, pela primeira vez, uma ligação direta entre um fast radio burst (FRB) e uma estrela de nêutrons extremamente magnetizada, conhecida como magnetar.

Representação artística 3D de um magnetar. Crédito: orin – Shutterstock

FRBs são pulsos de rádio ultrarrápidos e intensos detectados desde 2007, com origens até então desconhecidas. A associação com um magnetar dentro da nossa galáxia, chamado SGR 1935+2154, foi um passo crucial para entender esses eventos. Mostrou que pelo menos parte dos FRBs pode ser gerada por processos de alta energia em magnetares, como rearranjos de seus campos magnéticos ou terremotos estelares.

Essa descoberta ajudou a restringir os modelos teóricos sobre a origem dos FRBs e direcionou as observações para objetos compactos altamente energéticos. Além disso, impulsionou o desenvolvimento de novos radiotelescópios dedicados exclusivamente ao monitoramento desses sinais, como o CHIME, no Canadá.

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Conheça os ‘vórtices aquáticos’, os buracos negros do oceano

by with No Comment buraco negroCiência e EspaçoNasaoceanos

Embora invisíveis a olho nu, os vórtices aquáticos estão entre os fenômenos mais fascinantes e poderosos dos oceanos.

Esses gigantescos redemoinhos de água têm características matemáticas similares às dos buracos negros do espaço, pois formam estruturas tão densas e fechadas que tudo o que entra dificilmente consegue sair.

Assim como seus equivalentes cósmicos, os vórtices aquáticos giram em torno de um centro, isolando e transportando tudo o que está dentro deles por longas distâncias.

Os vórtices aquáticos, também conhecidos em inglês como “Eddies”, são fundamentais para a dinâmica oceânica. Eles afetam desde o transporte de nutrientes e carbono até a formação de ondas de calor e frio marinhas em diferentes profundidades.

Além disso, têm ganhado destaque na climatologia por influenciar diretamente os ciclos biogeoquímicos e as variações extremas de temperatura nos oceanos.

O que são vórtices aquáticos?

Os vórtices aquáticos são massas circulares de água que se desprendem das grandes correntes oceânicas e passam a girar de forma independente.

Imagem com elementos fornecidos pela NASA sobre vórtices aquáticos no Oceano Antártico. (Imagem por: Emre Akkoyun / Shutterstock)

Eles podem variar de poucos quilômetros até mais de 100 km de diâmetro e durar desde algumas semanas até dois anos. Durante esse tempo, mantêm uma borda bem definida que impede que a água externa entre e que a interna escape, formando um microcosmo marítimo com características químicas e térmicas próprias.

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No interior desses vórtices, a água é relativamente estável, o que permite a proliferação de microorganismos como fitoplâncton e bactérias.

Esses organismos viajam com o vórtice, levando consigo nutrientes, lipídios, carbono orgânico e até poluentes como óleo ou lixo. Por isso, os vórtices também são chamados de “táxis aquáticos” ou “food trucks do oceano”, por transportarem energia e matéria de regiões produtivas para zonas pobres em nutrientes.

Como funcionam os vórtices oceânicos?

Os vórtices aquáticos nascem do desprendimento de correntes maiores, como a Corrente do Golfo ou a Corrente de Humboldt. Esse desprendimento pode ser causado por instabilidades dinâmicas nas margens continentais, diferenças de temperatura e salinidade, ou ainda pela ação do vento e da rotação da Terra (efeito Coriolis).

Existem dois tipos principais:

  • Vórtices anticiclônicos (AEs): giram no sentido horário no hemisfério norte (e anti-horário no sul), geralmente carregando água mais quente e provocando subsidência (afundamento);
  • Vórtices ciclônicos (CEs): giram no sentido contrário, trazendo águas frias de camadas profundas para a superfície.

Esses movimentos verticais promovem uma mistura de nutrientes e alteram as condições físicas e biológicas da água.

Como foram descobertos?

A primeira representação conhecida de uma corrente oceânica, a Corrente do Golfo, foi feita por Benjamin Franklin em 1769.

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Formação de redemoinhos ao largo da costa italiana. Imagens de satélite em cores naturais permitem visualizar com clareza a beleza das estruturas oceânicas quando os sedimentos evidenciam os padrões das correntes marítimas. Elementos desta imagem fornecidos pela NASA. (Imagem por: BEST-BACKGROUNDS / Shutterstock)

No entanto, apenas no século XX cientistas perceberam que essas correntes davam origem a redemoinhos secundários — os vórtices. O avanço das tecnologias espaciais, como satélites altimétricos e boias oceanográficas, permitiu observar milhares desses fenômenos ao redor do globo.

Hoje, com missões como a SWOT (Surface Water and Ocean Topography), é possível detectar vórtices com menos de 10 km de diâmetro e acompanhar seu deslocamento em tempo real.

Por que os vórtices aquáticos são comparados aos buracos negros?

A analogia entre vórtices aquáticos e buracos negros surgiu quando matemáticos descobriram que, em termos de comportamento de fluxo, os dois sistemas são semelhantes.

Ambos formam estruturas fechadas com fronteiras bem definidas, onde tudo o que entra tende a ficar preso por um tempo. No caso dos vórtices, essa “prisão” permite o transporte eficiente de água, calor, carbono e organismos por milhares de quilômetros.

Assim como os buracos negros distorcem o espaço ao seu redor, os vórtices distorcem o campo de velocidade da água. Cientistas do Swiss Federal Institute of Technology e da University of Miami identificaram que rastrear um vórtice é tão desafiador quanto localizar um buraco negro: é necessário identificar seus “limites geográficos” para saber onde começa e termina.

A importância ecológica e climática dos vórtices

Vórtices aquáticos exercem influência direta sobre os ecossistemas marinhos e o clima global. Estudos realizados na região de afloramento costeiro na Mauritânia revelaram que esses redemoinhos transportam até 10 mil toneladas de carbono orgânico por ano, além de quase mil tipos diferentes de lipídios.

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Imagem com elementos fornecidos pela NASA de Vórtices Aquáticos de Catalina. Ao largo da costa sul da Califórnia, a interação entre os ventos, sistemas meteorológicos e a topografia costeira dá origem a vórtices atmosféricos. (Imagem por: BEST-BACKGROUNDS / Shutterstock)

Muitos desses compostos, como ácidos graxos essenciais, são fundamentais para a cadeia alimentar marinha, já que não podem ser sintetizados por organismos superiores como peixes e zooplâncton.

Além disso, os vórtices estão associados a ondas de calor e frio submarinas (conhecidas como marine heatwaves e cold spells).

Cerca de 50% dessas anomalias extremas abaixo de 100 metros de profundidade ocorrem dentro de vórtices anticiclônicos ou ciclônicos, o que mostra o papel crucial desses redemoinhos na intensificação de eventos térmicos extremos, principalmente em regiões como a Corrente do Brasil, o Golfo do México e o Atlântico Sul.

Há vórtices aquáticos perto do Brasil?

Sim, há registros de vórtices oceânicos associados à Corrente do Brasil e à Confluência Brasil-Malvinas, uma região rica em atividade eddítica no Oceano Atlântico Sul.

Esses fenômenos são monitorados por satélites e boias do projeto PIRATA (Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic), que registra variações de temperatura e salinidade.

Embora não sejam tão frequentes quanto em regiões como o Pacífico Norte, sua presença já foi associada a alterações na distribuição de peixes e até no espalhamento de manchas de óleo.

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Cadáver estelar revela passado de buraco negro

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O material que circunda um buraco negro é muito rico em história, mesmo que parte dela tenha sido apagada pelo próprio fenômeno. Em um estudo recente, pesquisadores usaram o registro nesse material para descobrir a origem de um misterioso sistema com uma estrela e um buraco negro.

A pesquisa se contrapõe a um erro comum dos astrônomos: pensar que os buracos negros devoram também a história da matéria que consomem. Isso não é totalmente verdade e a informação só se perde quando o material cruza o horizonte de eventos.

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Buraco negro e estrela fazem par

O grupo escolheu o sistema binário conhecido como GRO J1655-40, composto por um buraco negro com sete massas solares e uma estrela de mais de três vezes a massa do Sol. Antigamente, o conjunto era composto por duas estrelas, mas a maior colapsou em uma supernova e se tornou o buraco negro. Isso deixou no sistema os restos da explosão estelar.

Para entender essa história, o grupo estudou dados de 2005 do Telescópio Espacial Chandra, da NASA. A nave coletou as informações num momento em que GRO J1655-40 estava brilhante e ótima para os sensores de raios-x. 

Com esse conteúdo, os astrônomos puderam identificar vários elementos do sistema e destacaram os 18 principais e mais abundantes. Nesse momento, a arqueologia astronômica entrou em ação.

Ilustração do sistema GRO J1655. (Imagem: ESA, NASA e Felix Mirabel)

Os elementos deixados pela estrela dependem de sua composição e massa inicial. Quando o grupo examinou o conteúdo deixado após a supernova, puderem reconstruir as características originais do astro estelar.

A partir disso, descobriram que a mãe do buraco negro tinha uma massa de 25 sois. O que, comparado ao cenário atual do sistema, demonstrou que a maior parte da matéria estelar original se perdeu no espaço, sendo levada pela explosão e pelos ventos solares.

O uso desse método permitiu aos astrônomos entender a história do sistema binário GRO J1655-40, como ele evoluiu e como sua estrela se tornou um buraco negro. Em pesquisas futuras, o uso da técnica desenvolvida pode ajudar pesquisadores a compreender outros sistemas e, mais profundamente, a história do Universo.

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“Pontos vermelhos” captados pelo James Webb podem ser buracos negros

by with No Comment buraco negroburaco negro supermassivoCiência e EspaçoJames Webb

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelou em suas fotos um grupo de objetos avermelhados nomeados de “pequenos pontos vermelhos (LRDs)”. Pesquisadores acreditam que eles são um registro dos momentos iniciais da formação de galáxias no universo e podem estar girando em alta velocidade.

Ao se analisar os LRDs, a equipe descobriu que o seu espectro é altamente ampliado pelo efeito Doppler. Segundo o artigo, isso indica que o gás que está emitindo luz está girando sobre um centro em uma velocidade tremenda. Os cálculos do grupo mostraram que ele está orbitando a mais de mil quilômetros por segundo.

Essa situação sugere que os gases estão na órbita de um buraco negro supermassivo que está alimentando um núcleo galáctico ativo (AGN). Porém, os pontos vermelhos se diferenciam dos outros AGNs porque sua intensidade no espectro infravermelho é plana. Além disso, eles também emitem pouco nas faixas de raios-x e rádio, o que é incomum para núcleos ativos.

Na busca pela resposta, a equipe de cientistas analisou 12 LRDs em fotografias de alta resolução feitas pelo JWST.

Pontos vermelhos captados pelo James Webb. (Imagem: NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College))

Buraco negro dos LRDs está amadurecendo

Os modelos matemáticos utilizados na pesquisa tomaram como base para os LRDs um disco de acreção girando rapidamente ao redor de um buraco negro embutido em uma nuvem galáctica jovem. A partir disso, a equipe descobriu que a nuvem ao redor precisaria ser altamente ionizada, o que faria uma densa camada de elétrons livres ao redor da galáxia, absorvendo grande parte dos raios-x e da luz de rádio.

Ao constatarem isso, os cientistas notaram que, se os gases são densos a ponto de bloquear os raios, o buraco negro deve estar gerando uma quantidade enorme de energia para os LRDs brilharem. 

Com base em observações, os buracos negros teriam que estar acumulando massa perto do Limite de Eddington, que é a taxa máxima de acumulação de matéria. Para além dessa linha, a intensidade da luz produzida é tão forte que empurraria a matéria para longe mais rápido do que a gravidade poderia juntá-la.

Representação artística de um buraco negro supermassivo ativo lançando poderosos jatos. (Imagem: ESO/L. Calçada)

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Todas essas informações levaram o grupo a concluir que os LRDs são buracos negros supermassivos jovens em estado de amadurecimento. Segundo as estimativas de massa, eles têm cerca de 10 mil a um milhão de massas solares, o que é muito menor do que os outros supermassivos.

A equipe também conseguiu explicar porque é difícil observar LRDs em desvios para o vermelhos menores. Sua acreção de massa perto do Limite de Eddington os faria limpar rapidamente a nuvem ionizada ao seu redor. À medida que essa névoa se dissipa, os pontos vermelhos começam a se assemelhar aos núcleos galáticos ativos tradicionais, chegando à maturidade.

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“Tornados espaciais” são observados com nitidez sem precedentes no coração da Via Láctea

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Um artigo publicado na revista Astronomy & Astrophysics revelou a existência de “tornados espaciais” próximos ao buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Observações feitas com o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, registraram essas estruturas com 100 vezes mais nitidez do que imagens anteriores.

A equipe de astrônomos analisou uma região chamada zona molecular central (CMZ), onde nuvens de gás e poeira orbitam o buraco negro Sagittarius A*. O objetivo era entender o que impulsiona o movimento dessas nuvens turbulentas, que se deslocam de maneira caótica e veloz no núcleo da galáxia.

Para isso, os cientistas rastrearam moléculas específicas, como o monóxido de silício, que evidencia ondas de choque no gás interestelar. Os dados revelaram detalhes inéditos dessas tempestades cósmicas, incluindo um novo tipo de filamento fino e alongado, formado pela passagem dessas ondas de choque.

Observações do telescópio ALMA, no Chile, capturaram os “tornados espaciais” no centro da Via Láctea com 100 vezes mais nitidez do que imagens anteriores. Crédito: NSF / AUI / NSF NRAO / B.Foott

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Fenômeno no centro da Via Láctea pode espalhar moléculas orgânicas complexas

Em um comunicado, Kai Yang, da Universidade Jiao Tong de Xangai, principal autor do estudo, destacou que esses filamentos são diferentes de qualquer estrutura conhecida. Eles se movem rapidamente em direções opostas às nuvens ao redor. “Podemos imaginá-los como tornados espaciais: são fluxos violentos de gás, se dissipam em breve e distribuem materiais no ambiente de forma eficiente”.

Além de emitir óxido de silício, essas estruturas podem espalhar moléculas orgânicas complexas, como metanol e compostos contendo cianeto, por toda a CMZ e além.

Mapa de rádio da região central da Via Láctea obtido com o telescópio MeerKAT, localizado na África do Sul, com quadrados vermelhos mostrando as estruturas filamentares anteriormente desconhecidas observadas com o telescópio ALMA. Crédito da imagem: Yang et al., 2025

A alta precisão do ALMA permitiu detectar as emissões desses filamentos e confirmar que eles não estão associados a emissões de poeira. O astrofísico Yichen Zhang, coautor do estudo, ressaltou que essas descobertas só foram possíveis graças à sensibilidade do telescópio. “Nossa descoberta marca um avanço significativo, detectando esses filamentos em uma escala muito mais fina de 0,01 parsec para marcar a superfície de trabalho desses choques”.

Os cientistas pretendem continuar estudando esses filamentos para entender sua distribuição dentro da CMZ e seu papel na dinâmica molecular da região. Novas observações poderão revelar mais detalhes sobre esses redemoinhos enigmáticos e sua influência na evolução da Via Láctea.

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Buracos negros supermassivos podem ser mais comuns do que pensávamos

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Um blazar encontrado a 12,9 bilhões anos-luz de distância se tornou o mais distante já registrado – consequentemente, também o mais antigo. O objeto nos dá pistas sobre o universo primitivo, especialmente sobre os buracos negros supermassivos.

Dois estudos, publicados nas revistas Nature Astronomy e The Astrophysical Journal Letters, deram detalhes sobre a descoberta e revelaram que esses gigantes cósmicos podem ter sido mais comuns do que pensávamos.

Representação artística do blazar mais distante já encontrado (Imagem: US National Science Foundation/NSF National Radio Astronomy Observatory, B. Saxton)

Blazar pode mudar nossa compreensão sobre buraco negro supermassivo

O blazar foi batizado de J0410–0139 e está no centro de uma galáxia a 12,9 bilhões de anos-luz de distância. A identificação foi possível graças ao trabalho de vários equipamentos, como o Very Large Array, o telescópio ALMA e o Observatório de raios-X Chandra, da NASA.

A descoberta não é apenas um marco no estudo dos blazares, mas também pode mudar o que sabemos sobre a presença de buracos negros supermassivos no universo primitivo.

Vamos dar um passo atrás.

O que é um blazar e qual a relação com o buraco negro?

  • Um blazar é um tipo de núcleo galáctico ativo (AGN, na sigla em inglês) que hospeda um buraco negro supermassivo em seu centro;
  • Para ser considerado um blazar e não um quasar (que também hospeda esses monstros cósmicos em seu interior), os jatos de partículas disparados pelo objeto precisam estar apontadas por o observador. No nosso caso, a Terra.

O Olhar Digital explicou a diferença em detalhes aqui.

Representação artística de um jato de galáxia ativo (Crédito: M. Kornmesser / ESO)

Esse é o caso do J0410–0139. E como ele está apontado em nossa direção, é possível visualizar dentro do buraco negro supermassivo. Segundo o diretor do programa NSF do Observatório Nacional de Radioastronomia da NSF (NSF NRAO), Joe Pesce, isso ajudou os cientistas a descobrir que o astro não está agindo como deveria.

Essas observações são surpreendentes porque não parecemos entender a formação de buracos negros supermassivos tão bem quanto pensávamos. Mas elas também são empolgantes porque é um novo mistério que temos que resolver e, ao fazer isso, aprenderemos mais sobre o universo e como ele funciona.

Joe Pesce, diretor do programa NSF do Observatório Nacional de Radioastronomia da NSF

Emmaneul Momjian, também da NSF NRAO e participante do estudo, revelou como o alinhamento do blazar permitiu enxergar “diretamente o coração desta potência cósmica.”

Representação artística de um buraco negro supermassivo ativo lançando poderosos jatos (Crédito: ESO/L. Calçada)

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O que isso significa para os buracos negros supermassivos

Encontrar um blazar é raro. Encontrar o blazar mais distante e mais antigo já registrado é raríssimo. Segundo comunicado da NSF, um avistamento deste tipo indica que buracos negros supermassivos podem crescer mais rápido do que se pensava ou que eles nascem ainda maiores do que se acreditava.

Outros participantes do estudo explicaram que as observações também indicam que os astros deste tipo eram mais comuns do que se pensava. “Onde há um, há mais cem”, disse Silvia Belladitta, autora de pós-doutorado do estudo. Já Eduardo Bañados, primeiro autor do artigo, defende que “encontrar um AGN com um jato apontando diretamente para nós implica que, naquela época, deve ter havido muitos AGNs naquele período da história cósmica”.

Ou seja, buracos negros supermassivos eram mais comuns no universo primitivo do que pensávamos.

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