NASA/CXC/SAO/R. van Weeren/NAOJ/ NCRA/TIFR/GMRT
O acelerador de partículas cósmicas é criado quando a erupção de um buraco negro supermassivo é varrida pela colisão e fusão de dois enxames galácticos.
Um grupo de astrónomos descobriu uma combinação de dois dos fenómenos mais poderosos do Universo, um buraco negro supermassivo e a colisão de enxames galácticos gigantes, o que criou um estupendo acelerador de partículas cósmicas.
Combinando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, do GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) na Índia, do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF e de outros telescópios, os investigadores descobriram o que acontece quando matéria ejetada por um buraco negro gigante é varrida na fusão de dois enormes enxames galácticos.
“Vimos cada um destes fenómenos espetaculares separadamente em muitos lugares. Mas esta é a primeira vez que os vimos claramente ligados no mesmo sistema”, afirma a cientista Reinout van Weeren do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, que liderou o estudo publicado na revista Nature Astronomy.
“Porém, esta é a primeira vez que os vimos claramente ligados no mesmo sistema.”
Este golpe cósmico duplo está localizada num par de enxames galácticos em colisão chamados de Abell 3411 e Abell 3412, situados a aproximadamente 2 mil milhões de anos-luz da Terra.
A aparência em forma de cometa dos raios-X detetados pelo Chandra é produzida pelo gás quente de um aglomerado a colidir com o gás quente do outro enxame. Os dados óticos do Observatório Keck e do Telescópio Subaru do Japão, ambos em Mauna Kea, Hawaii, detetaram as galáxias em cada enxame.
Em primeiro lugar, pelo menos um buraco negro supermassivo num dos enxames galácticos produziu um funil magnético rotativo. Os poderosos campos eletromagnéticos associados com esta estrutura aceleraram parte do gás para fora da vizinhança do buraco negro sob a forma de um jato energético de alta-velocidade.
Essas partículas aceleradas no jato subiram novamente de velocidade quando encontraram ondas de choque colossais formadas pela colisão das nuvens gigantescas de gás associadas com os enxames de galáxias.
“É quase como lançar um foguetão para baixa órbita terrestre e seguidamente sair disparado do Sistema Solar por uma segunda queima dos motores,” afirma o coautor do estudo, Felipe Andrade-Santos.
“Estas partículas estão entre as mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia”, sublinhou.
Esta descoberta resolve um mistério de longa data na investigação de enxames galácticos, no que respeita à origem dos belos redemoinhos de emissão de rádio que se prolongam por milhões de anos-luz, detetados em Abell 3411 e Abell 3412 com o GMRT.
A equipa determinou que, à medida que as ondas de choque percorrem o enxame durante centenas de milhões de anos, as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.
“Este resultado mostra que uma notável combinação de eventos poderosos gera estas fábricas de aceleração de partículas, que são as maiores e mais poderosas do Universo,” afirma o coautor William Dawson do Laboratório Nacional Lawrence Livermore.
“É um pouco poético – foi necessária uma combinação dos maiores observatórios do mundo para entender isto”, destacou.
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