Investigadores identificaram um segundo jato a sair do núcleo de uma galáxia distante, um sinal forte de que dois buracos negros supermassivos estarão a orbitar-se numa trajectória muito apertada.
Se esta interpretação se confirmar, o par já estará perto da fase final antes da fusão, o que abre a possibilidade rara de os astrónomos acompanharem a aproximação ao longo de uma vida humana.
Um segundo jato escondido
No centro da galáxia Markarian 501, surgiu evidência de uma segunda corrente de emissão de alta energia ao lado do jato já conhecido, com ambos a parecerem arrancar da mesma região extremamente compacta.
Ao estudar observações de rádio acumuladas ao longo de muitos anos, Silke Britzen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIFR), associou a presença destes dois jactos à actividade concentrada nesse núcleo denso.
Mudanças repetidas no brilho e na estrutura indicam um ciclo de 121 dias, compatível com o movimento esperado para dois objectos muito massivos a girarem um em torno do outro.
Este padrão restringe a explicação a um sistema binário numa etapa avançada, embora permaneça margem de incerteza suficiente para exigir monitorização adicional antes de se falar em confirmação.
Porque é que o feixe pareceu mais brilhante
Por ser um blazar - um núcleo galáctico activo apontado quase directamente para a Terra -, o primeiro feixe de Markarian 501 aparenta um brilho anormalmente elevado.
A luz do feixe dirigido para nós é amplificada porque o material, a velocidades próximas da luz, está aproximadamente alinhado com a nossa linha de visão, enviando mais radiação na nossa direcção.
Foi precisamente esse alinhamento que permitiu aos astrónomos detectar o feixe conhecido em registos antigos, muito antes de o segundo sinal, mais fraco, se tornar inequívoco.
Um blazar também pode mascarar complexidade: durante décadas, um jacto muito brilhante consegue abafar estruturas mais ténues no mesmo centro.
Mapas de rádio com resolução suficiente
Em vez de reiniciarem a análise do zero, a equipa voltou a examinar imagens de rádio de alta frequência reunidas entre 2011 e 2023, num total de 83 sessões de observação.
Essas imagens foram obtidas pela Very Long Baseline Array (VLBA), um conjunto de dez antenas de rádio interligadas espalhadas pelos Estados Unidos, do Havai à Nova Inglaterra.
A trabalhar como uma rede única, as antenas alcançaram resolução suficiente para separar detalhes muito próximos do centro activo da galáxia, apesar da enorme distância.
Sem esta série longa, uma curvatura invulgar poderia parecer ruído; com o registo temporal, passa a ser possível reconhecer movimento que se repete dentro de um núcleo em mudança.
A pista do tempo em Markarian 501
No núcleo, o brilho aumentou e diminuiu de acordo com um possível ciclo de 121 dias, em paralelo com aparições recorrentes do segundo feixe.
Além disso, surgiu um abanar mais lento, com um período de sete anos, o que sugere que toda a estrutura interna altera gradualmente o seu ângulo ao longo do tempo.
No modelo proposto pela equipa, o ritmo curto corresponde à órbita dos buracos negros, enquanto o mais longo reflecte uma inclinação (tilt) orbital.
Estes períodos são decisivos porque, segundo o modelo, a colisão final poderá ocorrer dentro de cerca de 100 anos, um intervalo suficientemente curto para mudanças mensuráveis.
Uma pista em forma de anel
A 24 de Junho de 2022, uma imagem de rádio junto ao núcleo mostrou o segundo feixe curvado, formando um anel parcial.
A gravidade consegue desviar a luz, e a lente gravitacional - a luz encurvada por objectos massivos - pode gerar arcos quando o alinhamento é favorável.
Neste caso, o buraco negro central já conhecido poderá ter desviado para a Terra a luz de material em movimento que estaria por detrás dele.
Essa leitura encaixa no cenário de dois buracos negros, mas uma única imagem fora do comum não é suficiente, por si só, para encerrar o debate.
Porque é que a cautela continua
Astrónomos independentes receberam a alegação com prudência, porque muitos candidatos a sistemas binários acabam por perder força quando chegam dados novos e testes mais rigorosos.
O comportamento complexo dos jactos pode induzir em erro: gás brilhante, ângulo de observação e “instantâneos” limitados podem combinar-se de forma desfavorável em torno de um buraco negro.
Por agora, a designação mais segura é a de candidato, mesmo que o segundo feixe torne difícil ignorar esta hipótese neste objecto.
“Há esperança”, disse Britzen, ao apontar para testes futuros de cronometria que, com vigilância cuidada, poderão confirmar ou refutar a interpretação.
A gravidade também pode falar
As ondas gravitacionais são estiramentos minúsculos do espaço-tempo e entraram na astronomia quando observatórios detectaram a fusão de buracos negros em 2015.
Esses buracos negros eram muito menores por comparação, e o sinal final durou menos de um segundo.
Uma fusão em Markarian 501 envolveria gigantes, com cada objecto estimado entre 100 milhões e mil milhões de Sóis, o que tornaria o sinal invulgarmente grande.
Um choque destes agitaria o espaço em frequências mais baixas, fora do alcance dos detectores terrestres actuais, mas potencialmente acessíveis por medições de temporização de pulsares.
Pulsares podem ajudar
É aqui que entram as Matrizes de Temporização de Pulsares (PTA): redes de “relógios” estelares observados a partir da Terra, capazes de captar ondas lentas produzidas por objectos gigantes.
Os pulsares emitem pulsos de rádio muito regulares, e a passagem de ondas gravitacionais pode alterar ligeiramente os tempos de chegada desses pulsos ao longo de muitos anos de dados.
Resultados recentes de temporização já revelam um sinal partilhado de baixa frequência em dezenas de pulsares na nossa galáxia, o que reforça a credibilidade do método neste contexto.
Se as ondas de Markarian 501 se destacarem com clareza, a galáxia poderá passar a ser uma fonte identificada, e não apenas parte de um “fundo” de sinal.
O que os astrónomos vão vigiar
Na próxima década, o teste decisivo é verificar se o ritmo de 121 dias observado no núcleo em rádio começa a encurtar.
Se o intervalo entre ciclos diminuir, isso significará que os buracos negros suspeitos estão a perder energia e a aproximar-se, à medida que a gravidade transporta energia para fora do sistema.
Se, pelo contrário, o período permanecer estável ou desaparecer, ganhará força uma explicação alternativa para o segundo feixe e para o padrão estranho.
De qualquer forma, a galáxia mantém valor científico: mesmo um “falhanço” ensinaria como os jactos podem enganar em galáxias activas.
Uma contagem decrescente com medidas
Neste momento, Markarian 501 oferece um alvo raro em que luz, temporização e gravidade podem ser avaliadas em conjunto em escalas de tempo humanas.
A confirmação transformaria uma galáxia distante num sistema acompanhado de perto na fase final da fusão de buracos negros gigantes, pouco antes do impacto.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário