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As chaminés galácticas (áreas amarelo-laranja que se estendem verticalmente) estão centradas no buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. Crédito: Gabriele Ponti/MPE/INAF e Mark Morris/UCLA
O centro da nossa galáxia é um frenesi de atividade. Um gigante buraco negro – 4 milhões de vezes mais massivo que o Sol – emite energia à medida que se alimenta de detritos interestelares, enquanto as estrelas vizinhas ganham vida e posteriormente explodem.
Agora, uma equipe internacional de astrônomos descobriu dois canais de exaustão – apelidados de “chaminés do centro galáctico” – que parecem canalizar matéria e energia para longe dos fogos de artifício cósmicos no via Lácteacentro, a cerca de 28.000 anos-luz da Terra.
Mark Morris, da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), professor de astronomia e astrofísica, contribuiu com a pesquisa, que será publicada no dia 21 de março na revista Natureza.
“Nossa hipótese é que essas chaminés sejam saídas de exaustão para toda a energia liberada no centro da galáxia”, disse Morris.
Todas as galáxias são gigantescas fábricas de formação de estrelas, mas a sua produtividade pode variar amplamente — de uma galáxia para outra e até mesmo ao longo da vida de cada galáxia. Um mecanismo para estrangular a taxa de produção de estrelas é a fonte de matéria e energia estimulada pelo buraco negro pesado que se esconde no centro de uma galáxia.
“A formação estelar determina o caráter de uma galáxia”, disse Morris. “E isso é algo com que nos preocupamos porque as estrelas produzem os elementos pesados a partir dos quais os planetas – e a vida – são feitos.”
Para entender melhor o que acontece com esse fluxo de energia, Morris e seus colegas apontaram o satélite XMM-Newton da Agência Espacial Europeia, que detecta raios X cósmicos, em direção ao centro da Via Láctea. Como os raios X são emitidos por gases extremamente quentes, eles são especialmente úteis para mapear ambientes energéticos no espaço.
Nas imagens recolhidas de 2016 a 2018 e em 2012, os investigadores encontraram duas plumas de raios X – as chaminés do centro galáctico – estendendo-se em direcções opostas a partir do centro central da galáxia. Cada pluma se origina a cerca de 160 anos-luz do buraco negro supermassivo e se estende por mais de 500 anos-luz.
As chaminés se conectam a duas estruturas gigantescas conhecidas como bolhas de Fermi, cavidades escavadas no gás que envolve a galáxia. As bolhas, cheias de partículas de alta velocidade, estendem-se pelo centro da galáxia e estendem-se por 25.000 anos-luz em qualquer direção. Alguns astrónomos suspeitam que as bolhas de Fermi sejam relíquias de erupções massivas do buraco negro supermassivo, enquanto outros pensam que as bolhas são expelidas por hordas de estrelas recém-nascidas. De qualquer forma, as chaminés poderiam ser os condutos através dos quais as partículas em alta velocidade chegam até lá.
Compreender como a energia percorre o centro de uma galáxia até aos seus limites exteriores pode fornecer informações sobre a razão pela qual algumas galáxias estão em erupção com a formação de estrelas, enquanto outras estão adormecidas.
“Em casos extremos, essa fonte de energia pode desencadear ou interromper a formação de estrelas na galáxia”, disse Morris.
A nossa galáxia não é assim tão extrema – outras galáxias têm fontes alimentadas por buracos negros centrais que pesam mil vezes mais que o nosso – mas o centro da Via Láctea fornece uma visão mais próxima do que pode estar a acontecer em galáxias mais energéticas.
“Sabemos que fluxos e ventos de material e energia que emanam de uma galáxia são cruciais para esculpir e alterar a forma dessa galáxia ao longo do tempo – eles são atores-chave na forma como as galáxias e outras estruturas se formam e evoluem em todo o cosmos”, disse o líder. autora Gabriele Ponti do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha. “Felizmente, a nossa galáxia oferece-nos um laboratório próximo para explorar isto em detalhe e sondar como a matéria flui para o espaço que nos rodeia.”
Morris disse que os centros das galáxias mais próximas estão centenas a milhares de vezes mais distantes que os nossos. “A quantidade de energia que sai do centro da nossa galáxia é limitada, mas é um bom exemplo de centro galáctico que podemos observar e tentar compreender”, disse ele.
Nove autores de cinco países contribuíram para o estudo. A pesquisa foi financiada por NASAo Centro Nacional Francês de Estudos Espaciais, a Agência Nacional Francesa de Pesquisa, o Ministério Federal Alemão de Economia e Tecnologia, o Centro Aeroespacial Alemão e a Sociedade Max Planck.