Astrónomos identificaram um impressionante sistema duplo de anéis no espaço profundo - o círculo de rádio estranho (ORC) mais poderoso e mais distante já observado. A descoberta pode lançar luz, de forma bem literal, sobre os processos capazes de formar essas estruturas enigmáticas.
J131346.9+500320 e os círculos de rádio estranhos (ORCs) mais distantes
A partir de um sinal que viajou 7,7 mil milhões de anos até chegar à Terra, uma colaboração entre cientistas cidadãos e astrónomos profissionais reconheceu um ORC chamado J131346.9+500320. Em vez de um único anel, o objecto apresenta dois anéis de emissão de rádio que se cruzam - e, até agora, é também o caso em que essa “luz” (na verdade, emissão apenas em rádio) aparece com maior intensidade entre os ORCs conhecidos.
Cada anel mede cerca de 978 mil anos-luz de diâmetro, e todo o conjunto está envolvido por um halo ténue com aproximadamente 2,6 milhões de anos-luz de largura.
O facto de se tratar de uma estrutura dupla é particularmente invulgar: mesmo entre o pequeno número de ORCs já catalogados, são raríssimos os que exibem dois anéis.
O que pode gerar dois anéis de rádio
Segundo uma equipa liderada pela astrónoma Ananda Hota, da Universidade de Mumbai e fundadora do projecto de ciência cidadã RAD@home, a explicação mais plausível para o padrão observado envolve ventos extremamente energéticos - ou choques gigantes - impulsionados por um buraco negro supermassivo no centro da galáxia situada entre os anéis.
Nas palavras de Hota, este resultado evidencia como a união entre investigadores profissionais e cientistas cidadãos consegue “empurrar” os limites do que se descobre: os ORCs estão entre as estruturas cósmicas mais estranhas e visualmente marcantes já vistas, e podem guardar pistas essenciais sobre a forma como galáxias e buracos negros evoluem em conjunto, influenciando-se mutuamente.
O que são ORCs - e por que os buracos negros entram na história
Os ORCs são fontes peculiares de emissão de rádio com contorno aproximadamente circular, encontradas no espaço intergaláctico. Ainda não existe consenso definitivo sobre a origem, mas cresce a evidência de que os principais suspeitos são os maiores “agitadores” do Universo: buracos negros supermassivos.
Ao longo do cosmos, esses buracos negros geram estruturas colossais em rádio - desde lóbulos gigantes até jactos astrofísicos ainda mais extensos. Como muitos ORCs parecem estar associados a galáxias (e praticamente toda galáxia hospeda um buraco negro supermassivo no centro), não é exagero imaginar que os ORCs possam ser mais uma consequência dessas actividades extremas.
Quando um buraco negro supermassivo está a “alimentar-se”, o processo pode produzir jactos de plasma que saem pelos polos e perfuram o meio ao redor. Além disso, a actividade pode desencadear ventos intensíssimos.
Há, ainda, indícios de que um caminho de crescimento para esses buracos negros envolve colisões entre buracos negros supermassivos durante fusões de galáxias - eventos capazes de produzir ondas de choque realmente gigantescas.
Por que dois anéis são tão raros
Até hoje, entre aproximadamente uma dúzia de ORCs conhecidos, apenas dois exibiam dois anéis. Uma hipótese é que estejamos a observar “de frente” duas saídas bipolares expelidas em direcções opostas por um único objecto, numa geometria que lembra os jactos duplos associados a buracos negros activos. O problema é que já sabemos como os jactos típicos se parecem - e não correspondem ao aspecto dos ORCs.
A pista deixada por J131346.9+500320: superventos galácticos e choques
O ORC J131346.9+500320 fornece indícios que apontam para pelo menos um mecanismo de formação: superventos galácticos. Com o tempo, lóbulos e jactos tendem a expandir-se, enfraquecer e, eventualmente, dissipar-se.
No artigo, os investigadores propõem que:
- um choque em grande escala provocado por uma fusão galáxia-galáxia ou por uma fusão de buracos negros, ou
- um supervento muito poderoso
pode comprimir um lóbulo de rádio adormecido e reacelerar as partículas, tornando-as novamente visíveis sob a forma de anéis ou de conchas fragmentadas.
Eles acrescentam que, se um supervento bipolar de um buraco negro entrar em acção depois de os lóbulos já terem alcançado uma fase de “relíquia”, a estrutura resultante pode tornar-se um par de anéis de rádio que cresce a dimensões enormes - exactamente como se observa em J131346.9+500320.
As características do sinal indicam também que se trata de radiação síncrotron antiga e em declínio. Ou seja: o evento que originou a emissão terá ocorrido há muito tempo, e o ORC actual seria um fóssil de actividade passada do buraco negro, cujo brilho foi reativado por ventos recentes e muito energéticos, ou por choques.
Outros dois objectos que reforçam a ligação com buracos negros
No mesmo trabalho, a equipa descreve ainda mais dois casos:
- RAD J122622.6+640622: uma galáxia de rádio com jacto encurvado e um grande círculo de rádio na extremidade;
- RAD J142004.0+621715: outra galáxia de rádio com um círculo de rádio semelhante na ponta de um jacto.
Em conjunto, os três objectos reforçam fortemente a ideia de que buracos negros desempenham um papel central na criação de ORCs e anéis de rádio.
O astrofísico Pratik Dabhade, do Centro Nacional de Pesquisa Nuclear, na Polónia, resume a implicação: ORCs e anéis de rádio não são curiosidades isoladas, mas parte de uma família mais ampla de estruturas exóticas de plasma moldadas por jactos, ventos e pelo ambiente ao redor dos buracos negros.
O papel da ciência cidadã e o que pode vir a seguir
Um aspecto especialmente relevante desta descoberta é o método: a participação de cientistas cidadãos foi decisiva para reconhecer padrões que, muitas vezes, passam despercebidos em triagens automáticas. Mesmo com algoritmos cada vez melhores, a identificação humana de formas continua a ser uma vantagem em imagens astronómicas complexas, sobretudo quando se procuram objectos raros, com morfologias pouco intuitivas.
Daqui para a frente, levantamentos mais profundos em rádio e análises multi-comprimento de onda devem ajudar a separar melhor os cenários possíveis - por exemplo, distinguindo quando predominam choques de fusões e quando dominam superventos. À medida que mais ORCs forem encontrados, ficará mais claro se os anéis são uma fase comum na vida de galáxias activas ou um fenómeno excepcional, dependente de condições muito específicas.
O estudo foi publicado na revista Notícias Mensais da Sociedade Astronómica Real.
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