NASA descobre buraco negro ‘deitado’ em dados antigos com novas técnicas

Pesquisadores da NASA fizeram uma descoberta intrigante: um buraco negro aparentemente 'deitado', ou seja, com rotação em um ângulo inesperado em relação à galáxia que o circunda. A galáxia em questão, NGC 5084, é conhecida há anos, mas o segredo da orientação peculiar de seu buraco negro central permaneceu oculto em arquivos de dados antigos.

Uma nova abordagem analítica desenvolvida no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, foi crucial para essa descoberta. A técnica permitiu uma reavaliação dos dados arquivados do Observatório de Raios-X Chandra da agência. A NASA Ames celebra 85 anos com foco em inovação espacial e aeronáutica.

Utilizando os novos métodos, astrônomos do Ames encontraram quatro longas plumas de plasma – gás quente e carregado – emanando da NGC 5084. Duas plumas se estendem acima e abaixo do plano da galáxia. Surpreendentemente, um segundo par, formando um 'X' com o primeiro, está localizado no próprio plano galáctico. Plumas de gás quente não são frequentemente observadas em galáxias, e geralmente apenas uma ou duas estão presentes.

O método que revelou essas características inesperadas da galáxia NGC 5084 foi desenvolvido pelo pesquisador do Ames, Alejandro Serrano Borlaff, e colegas, para detectar emissões de raios-X de baixa luminosidade em dados do que a NASA descreve como o telescópio de raios-X mais poderoso do mundo. A peculiaridade das descobertas levou os cientistas a confirmar os resultados, analisando arquivos de outros telescópios e solicitando novas observações de dois poderosos observatórios terrestres.

Dados arquivados do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile revelaram outra peculiaridade da NGC 5084: um pequeno disco interno de poeira girando ao redor do centro da galáxia. Este disco, com sua orientação de 90 graus em relação à rotação geral da galáxia, sugere a presença de um buraco negro supermassivo e reforça a ideia de um buraco negro inclinado.

As análises subsequentes permitiram o estudo da NGC 5084 em uma ampla faixa do espectro eletromagnético – desde a luz visível, observada pelo Hubble, até comprimentos de onda maiores, observados pelo ALMA e pelo Expanded Very Large Array do Observatório Nacional de Radioastronomia, perto de Socorro, Novo México.

“Era como ver uma cena de crime com múltiplos tipos de luz”, disse Borlaff, primeiro autor do artigo que relata a descoberta. “Juntar todas as imagens revelou que a NGC 5084 mudou muito em seu passado recente.”

“Era como ver uma cena de crime com múltiplos tipos de luz.”

Alejandro Serrano Borlaff

Pesquisador da NASA

“Detectar dois pares de plumas de raios-X em uma única galáxia é excepcional”, acrescentou Pamela Marcum, astrofísica do Ames e coautora da descoberta. “A combinação de sua estrutura incomum em forma de cruz e o disco de poeira 'deitado' nos dá insights únicos sobre a história dessa galáxia.”

Normalmente, os astrônomos esperam que a energia de raios-X emitida por grandes galáxias seja distribuída uniformemente em uma forma geralmente esférica. Quando isso não acontece, como na concentração em plumas de raios-X, eles sabem que um evento importante, em algum momento, perturbou a galáxia. Possíveis eventos que poderiam explicar o buraco negro inclinado e as plumas duplas incluem uma colisão com outra galáxia e a formação de uma chaminé de gás superaquecido rompendo a parte superior e inferior do plano galáctico.

Mais estudos serão necessários para determinar qual evento ou eventos levaram à estrutura atual dessa galáxia. Mas já está claro que a arquitetura inédita da NGC 5084 só foi descoberta graças a dados arquivados – alguns com quase três décadas de idade – combinados com novas técnicas de análise. O artigo que apresenta essa pesquisa foi publicado em 18 de dezembro no The Astrophysical Journal. O método de análise de imagem desenvolvido pela equipe – chamado SAUNAS (Selective Amplification of Ultra Noisy Astronomical Signal) – foi descrito no The Astrophysical Journal em maio de 2024.