Uma equipe internacional de astrofísicos fez uma descoberta completamente nova, escondida no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Esta descoberta, liderada pelo professor Farhad Yusef-Zadeh da Universidade Northwestern, revela uma nova população de filamentos cósmicos que se estendem a partir do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, conhecido como Sagitário A*.
Na década de 1980, Yusef-Zadeh descobriu gigantescos filamentos unidimensionais pendurados verticalmente perto de Sagitário A*. Agora, ele e seus colaboradores descobriram uma nova população de filamentos. No entanto, esses novos filamentos são muito mais curtos e se encontram na horizontal ou radialmente, espalhando-se como raios de uma roda a partir do buraco negro.
Embora as duas populações de filamentos compartilhem várias semelhanças, Yusef-Zadeh acredita que eles têm origens diferentes. Enquanto os filamentos verticais atravessam a galáxia, chegando a uma altura de até 150 anos-luz, os filamentos horizontais se assemelham mais aos pontos e traços do código Morse, pontuando apenas um lado de Sagitário A*.
“Foi uma surpresa encontrar de repente uma nova população de estruturas que parecem estar apontando na direção do buraco negro”, disse Yusef-Zadeh. “Fiquei realmente atônito quando vi esses filamentos. Tivemos que fazer muito trabalho para estabelecer que não estávamos nos enganando. E descobrimos que esses filamentos não são aleatórios, mas parecem estar ligados ao fluxo do nosso buraco negro. Ao estudá-los, poderíamos aprender mais sobre o spin do buraco negro e a orientação do disco de acreção. É gratificante quando se encontra ordem no meio de um campo caótico do núcleo da nossa galáxia.”
Yusef-Zadeh, um especialista em radioastronomia, é professor de física e astronomia na Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern e membro do CIERA. Ele tem uma longa história de descobertas no centro da nossa galáxia, localizada a 25.000 anos-luz da Terra. Este último estudo se baseia em quatro décadas de sua pesquisa.
Depois de descobrir os filamentos verticais em 1984 com Mark Morris e Don Chance, Yusef-Zadeh, juntamente com Ian Heywood e seus colaboradores, descobriu duas gigantescas bolhas que emitem rádio perto de Sagitário A*. Em seguida, em uma série de publicações em 2022, Yusef-Zadeh (em colaborações com Heywood, Richard Arent e Mark Wardle) revelou quase 1.000 filamentos verticais, que apareceram em pares e clusters, muitas vezes igualmente espaçados ou lado a lado como cordas de uma harpa.
Yusef-Zadeh atribui a enxurrada de novas descobertas à tecnologia avançada da radioastronomia, particularmente o telescópio MeerKAT do Observatório de Radioastronomia da África do Sul (SARAO). Para identificar os filamentos, a equipe de Yusef-Zadeh usou uma técnica para remover o fundo e suavizar o ruído das imagens do MeerKAT, a fim de isolar os filamentos das estruturas circundantes.
“As novas observações do MeerKAT foram um divisor de águas”, disse ele. “O avanço da tecnologia e o tempo dedicado à observação nos deram novas informações. É realmente uma conquista técnica dos radioastrônomos.”
Depois de estudar os filamentos verticais por décadas, Yusef-Zadeh ficou chocado ao descobrir seus homólogos horizontais, que ele estima terem cerca de 6 milhões de anos. “Sempre pensamos sobre filamentos verticais e sua origem”, disse ele. “Estou acostumado com eles sendo verticais. Nunca considerei que poderia haver outros ao longo do plano.”
Embora ambas as populações sejam compostas por filamentos unidimensionais que podem ser visualizados com ondas de rádio e pareçam estar ligados às atividades no centro galáctico, as semelhanças terminam aí.
Os filamentos verticais são perpendiculares ao plano galáctico; os filamentos horizontais são paralelos ao plano, mas apontam radialmente para o centro da galáxia, onde se encontra o buraco negro. Os filamentos verticais são magnéticos e relativísticos; os filamentos horizontais parecem emitir radiação térmica. Os filamentos verticais abrangem partículas que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz; os filamentos horizontais parecem acelerar o material térmico em uma nuvem molecular.
Existem várias centenas de filamentos verticais e apenas algumas centenas de filamentos horizontais. E os filamentos verticais, que medem até 150 anos-luz de altura, superam em muito o tamanho dos filamentos horizontais, que medem apenas 5 a 10 anos-luz de comprimento. Os filamentos verticais também adornam o espaço ao redor do núcleo da galáxia; os filamentos horizontais parecem se espalhar apenas para um lado, apontando para o buraco negro.
“Uma das implicações mais importantes do fluxo radial que detectamos é a orientação do disco de acreção e do jato de fluxo de Sagitário A* ao longo do plano galáctico”, disse Yusef-Zadeh.
A nova descoberta está cheia de desconhecidos, e o trabalho de Yusef-Zadeh para desvendar seus mistérios acaba de começar. Por enquanto, ele só pode considerar uma explicação plausível sobre os mecanismos e origens da nova população.
“Acreditamos que eles devem ter se originado com algum tipo de fluxo de uma atividade que aconteceu há alguns milhões de anos”, disse Yusef-Zadeh. “Parece ser o resultado de uma interação desse material em fluxo com objetos próximos a ele. Nosso trabalho nunca está completo. Sempre precisamos fazer novas observações e continuamente desafiar nossas ideias e apertar nossa análise.”
O artigo científico intitulado “Magnetic Fields in the Universe: From Laboratory and Stars to Primordial Structures” [1] fornece uma visão mais aprofundada sobre as descobertas de Yusef-Zadeh. O artigo discute a existência de um campo magnético com uma estrutura filamentar rica e complexa no centro da nossa galáxia. A estrutura é comparada à magnetosfera solar, mas em uma escala um milhão de vezes maior.
A pesquisa sugere que a configuração em grande escala do campo magnético na região molecular, onde a maior parte do gás reside, é toroidal. No entanto, é possível que um campo poloidal mais fraco e consideravelmente desordenado possa existir no gás difuso do centro galáctico. Se isso for verdade, as medidas de rotação de Faraday forneceriam uma maneira de estudar a conexão entre esse campo poloidal e o campo toroidal no gás molecular. Uma análise dos dados muito limitados de rotação de Faraday atualmente disponíveis sugere que um campo poloidal existe e que ele aponta para o norte galáctico.
A descoberta desses novos filamentos e a análise contínua de sua origem e propriedades estão ajudando a desvendar os mistérios do centro de nossa galáxia. As descobertas de Yusef-Zadeh e sua equipe estão expandindo nosso entendimento do universo e fornecendo novas perspectivas sobre a estrutura e a evolução da Via Láctea.
Fonte:
https://phys.org/news/2023-06-mysterious-dashes-revealed-milky-center.html
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