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Pesquisadores deram um passo importante para entender como os buracos negros influenciam o universo ao medir diretamente, pela primeira vez, a potência de seus jatos. Utilizando uma rede global de radiotelescópios, a equipe liderada pela Universidade de Curtin obteve imagens detalhadas que mostram o quão energéticas essas estruturas podem ser — resultados que reforçam teorias antigas sobre o papel dos buracos negros na formação das galáxias.

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O estudo, publicado na revista Nature Astronomy, concentrou-se em Cygnus X-1, um sistema conhecido por abrigar o primeiro buraco negro confirmado, além de uma estrela supergigante. Os cientistas determinaram que os jatos emitidos por esse buraco negro carregam uma energia equivalente à de cerca de 10 mil sóis.

Para realizar a medição, os pesquisadores utilizaram um conjunto de telescópios distribuídos pelo planeta que operam de forma integrada. Isso permitiu observar como os jatos eram empurrados e deformados pelos ventos intensos da estrela próxima enquanto o buraco negro se deslocava em sua órbita — um efeito comparável ao desvio de um jato de água por rajadas de vento.

Ventos estelares

Ao calcular a intensidade dos ventos da estrela e acompanhar o grau de desvio dos jatos, a equipe conseguiu determinar sua potência em um momento específico. É a primeira vez que cientistas medem diretamente a energia instantânea desses jatos, em vez de depender de médias ao longo de longos períodos.

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Os pesquisadores também conseguiram medir a velocidade dessas estruturas, estimada em cerca de metade da velocidade da luz — aproximadamente 150 mil quilômetros por segundo, um desafio que vinha intrigando a ciência há anos.

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O projeto foi liderado pelo Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA) e pelo braço da Curtin no International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), com participação da University of Oxford.

Jatos dançantes

Autor principal do estudo, o Dr. Steve Prabu, que trabalhou no CIRA durante a pesquisa e hoje está na Universidade de Oxford, explicou que a equipe utilizou uma sequência de imagens para acompanhar o que chamou de “jatos dançantes”.

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Segundo ele, o termo descreve o movimento constante dessas estruturas, que mudam de direção repetidamente sob a influência dos ventos da estrela supergigante enquanto ambos os corpos orbitam entre si.

Dr. Prabu destacou que as observações ajudam a entender quanto da energia gerada nas proximidades do buraco negro é transferida para o ambiente ao redor:

“Uma descoberta-chave desta pesquisa é que cerca de 10% da energia liberada à medida que a matéria cai em direção ao buraco negro é transportada pelos jatos”, afirmou.

“Isso é o que os cientistas geralmente assumem em modelos simulados do Universo em grande escala, mas tem sido difícil confirmar por observação até agora.”

Avanço ajuda a confirmar teorias

Coautor do estudo, o professor James Miller-Jones, do CIRA e do ICRAR, ressaltou que técnicas anteriores só permitiam estimar a potência dos jatos ao longo de períodos extremamente longos, às vezes de milhares ou milhões de anos.

Isso dificultava a comparação direta entre a energia dos jatos e as emissões de raios X produzidas quando a matéria é absorvida por um buraco negro.

“E como nossas teorias sugerem que a física ao redor dos buracos negros é muito semelhante, agora podemos usar essa medição para fundamentar nosso entendimento dos jatos, sejam eles provenientes de buracos negros com 10 ou 10 milhões de vezes a massa do Sol”, disse o professor.

Ele acrescentou que projetos como o Square Kilometre Array Observatory, em construção na Austrália Ocidental e na África do Sul, devem permitir a detecção de jatos de buracos negros em milhões de galáxias distantes.

“Os jatos de buracos negros fornecem uma importante forma de retroalimentação para o ambiente ao redor e são fundamentais para entender a evolução das galáxias”, concluiu.

Além das instituições citadas, o estudo contou com a colaboração da Universidade de Barcelona, da Universidade de Wisconsin-Madison, da Universidade de Lethbridge e do Institute of Space Science.

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