Galáxia espiral apanhada a lançar grandes jatos de gás superquente, como um aspersor.

Uma galáxia relativamente próxima foi observada a esvaziar-se do combustível necessário à formação de estrelas, com enormes correntes de material superaquecido a enrolarem-se para longe do buraco negro supermassivo no seu centro.

A galáxia, chamada VV 340a, dá-nos uma visão rara de uma das formas como os buracos negros travam a formação estelar na galáxia hospedeira, a partir de um ponto de observação relativamente próximo, a cerca de 500 milhões de anos-luz. Segundo os investigadores, o buraco negro de VV 340a está a expelir tanto material que é provável que as taxas de formação de estrelas estejam a ser afectadas.

"Que saibamos, esta é a primeira vez que vimos um jacto de rádio precessante, à escala de kiloparsec - ou seja, à escala galáctica - a impulsionar um escoamento maciço de gás coronal", afirma o astrofísico Justin Kader, da Universidade da Califórnia, em Irvine.

"O que ele está realmente a fazer é limitar de forma significativa o processo de formação estelar na galáxia, ao aquecer e remover o gás que forma estrelas."

Embora se considere que os buracos negros supermassivos são um ingrediente essencial na formação de galáxias, também podem emitir tanta radiação que “deixam” as galáxias sem o material necessário para formar novas estrelas. Se uma galáxia se tornar inactiva, isso não tem necessariamente de ser permanente, mas indica que os tempos tumultuosos, ardentes e juvenis ficaram para trás.

Os buracos negros podem interromper a formação estelar através de alguns mecanismos diferentes, conhecidos colectivamente como “feedback”, que resultam da actividade do buraco negro: jactos poderosos, pressão da radiação e ventos de buraco negro que se levantam quando o buraco negro engole matéria a um ritmo tremendo.

Os jactos são estruturas colossais que irrompem a partir dos pólos de um buraco negro que se alimenta activamente. O buraco negro devora nuvens de gás e poeira que espiralam para um disco em torno do objecto voraz, embora nem todo esse material acabe para lá do horizonte de acontecimentos.

Os astrónomos não têm plena certeza sobre os pormenores exactos, mas acreditam que parte do material é desviada da orla interna do disco e acelerada ao longo das linhas do campo magnético do buraco negro, já fora do horizonte de acontecimentos. Quando atinge os pólos, esse material é lançado para o espaço a velocidades enormes, por vezes a uma fracção significativa da velocidade da luz.

Com o passar do tempo, esta expulsão pode formar estruturas (jactos) que se estendem por milhões de anos-luz. No caso de VV 340a, os jactos não percorrem o espaço há tanto tempo; prolongam-se por cerca de 20.000 anos-luz em cada direcção a partir do buraco negro e estão preenchidos por gás ionizado aquecido por choques.

Ainda assim, são os maiores e mais extensos jactos de gás coronal aquecido por choques e altamente ionizado - material aquecido a temperaturas comparáveis às da atmosfera exterior do Sol - alguma vez detectados.

"Noutras galáxias, este tipo de gás extremamente energizado está quase sempre confinado a algumas dezenas de parsecs do buraco negro de uma galáxia, e a nossa descoberta ultrapassa o que é normalmente observado por um factor de 30 ou mais", diz Kader.

E aqui está o detalhe curioso: os jactos de VV 340a são grandes, mas, para padrões de jactos astrofísicos, não são especialmente potentes.

Mesmo assim, parecem estar a canalizar para fora da galáxia cerca de 19,4 massas solares por ano. Para comparação, a Via Láctea forma até cerca de 3,3 massas solares de novas estrelas por ano.

A forma do jacto bidireccional de VV 340a pode estar ligada à eficácia com que o material de formação estelar está a ser evacuado da galáxia. O jacto sofre precessão: a sua rotação oscila ligeiramente, como um aspersor em funcionamento. Isto faz com que o jacto tenha mais a forma de uma hélice do que de uma linha recta.

Os investigadores consideram que, à medida que irrompem, os jactos helicoidais de VV 340a interagem com o gás da galáxia e arrastam-no, aquecendo-o até temperaturas coronais a distâncias do buraco negro que os astrónomos nunca tinham observado antes.

Além disso, jactos helicoidais precessantes costumam ser vistos apenas em galáxias mais antigas. VV 340a é relativamente jovem e está em processo de fusão com outra galáxia. A descoberta sugere que mesmo galáxias com aspecto jovem podem ter episódios de feedback de formas inesperadas.

Como VV 340a está a fundir-se com outra galáxia, qualquer efeito de amortecimento na sua taxa de formação estelar dificilmente durará muito. As fusões de galáxias geram frequentemente um período de aumento da formação de estrelas, à medida que o material formador de estrelas em cada galáxia é sujeito a choques e comprimido, criando as condições perfeitas para um boom de “bebés” estelares.

"Estamos apenas a começar a perceber quão comum poderá ser este tipo de actividade", afirma a astrónoma Vivian U, do Caltech.

"Estamos entusiasmados por continuar a explorar fenómenos nunca antes vistos, em diferentes escalas físicas das galáxias, usando observações destas ferramentas de ponta", como o JWST, acrescenta.

"Mal podemos esperar para ver o que mais iremos encontrar."

A descoberta foi descrita na revista Science.