Mesmo o observatório espacial de próxima geração da NASA não consegue ver buracos negros supermassivos diretamente, mas isso não significa que os astrônomos não possam usar seus dados para entender melhor os misteriosos gigantes.
As oportunidades estão até mesmo em exibição nas primeiras imagens com qualidade científica do Telescópio Espacial James Webb (apelidado de JWST ou Webb) que a NASA revelou em 12 de julho. buracos negros supermassivos apropriadas são invisíveis para todos os observatórios que coletam luz, o JWST poderá observar as estruturas indiretamente.
Já tem, na verdade. Considere o novo retrato de cinco galáxias que parecem estar presas em uma dança cósmica. “A imagem que mostramos do Quinteto de Stephan é linda e diz muitas coisas em uma imagem”, disse John Mather, do Goddard Space Flight Center da NASA em Maryland, cientista sênior do programa do Telescópio Espacial James Webb, durante um coletiva de imprensa realizada em 19 de julho pelo Comitê de Pesquisas Espaciais (COSPAR) em conexão com sua assembléia anual, realizada na semana passada em Atenas.
Galeria: Primeiras fotos do Telescópio Espacial James Webb
Nessa imagem, os astrônomos podem ver um buraco negro supermassivo, ou melhor, a luz liberada pela matéria aquecendo e caindo na estrutura massiva, que contém cerca de 24 milhões de vezes a massa do sol. de acordo com o Space Telescope Science Institute em Baltimore, que opera o observatório. (O buraco negro também é chamado de núcleo galáctico ativo por sua posição no coração da galáxia NGC 7319.)
A imagem impressionante que a NASA divulgou combina fotos tiradas pela Near Infrared Camera (NIRCam) e pelo Mid-Infrared Instrument (MIRI). Mas o JWST não capturou apenas fotografias. Ambos os instrumentos também reuniram o que os cientistas chamam de cubos de dados, que incorporam imagens e análise espectraluma técnica que identifica quanta luz de um determinado comprimento de onda vem de uma fonte.
Os resultados permitiram que os cientistas separassem a nuvem ao redor do buraco negro supermassivo, identificando a quantidade de produtos químicos particularmente interessantes. “Estamos testando o ambiente de um buraco negro”, disse Mather sobre essas observações. “Agora temos imagens da forma da nuvem de hidrogênio, nuvem de ferro, nuvem atômica de hidrogênio, hidrogênio molecular, enquanto orbitam ou tentam cair no campo gravitacional do buraco negro”.
E, como aconteceu com todas as observações reveladas este mês, as observações do Stephan’s Quintet vieram antes que o telescópio tivesse começado a fazer as operações científicas a sério; agora, o JWST embarcou no que os astrônomos esperam que seja um mandato de 20 anos conduzindo ciência inovadora.
O predecessor do JWST, o telescópio espacial Hubbleoperou por mais de 30 anos e ainda está forte, e esse observatório mais antigo também contribuiu para a compreensão dos cientistas sobre os buracos negros supermassivos.
“O Hubble foi o primeiro a provar sem sombra de dúvida que temos um buraco negro no centro das galáxias, porque eles foram capazes de observar o movimento das estrelas orbitando rapidamente em torno de um buraco negro”, disse Mather.
Webb levará isso alguns passos adiante, observou ele. Em particular, Mather disse que espera que as observações do JWST ensinem os astrônomos sobre as origens dos núcleos galácticos ativos, os buracos negros supermassivos que se escondem em todos os lugares. galáxia‘pontuação. “Existe um buraco negro gigante no meio de cada galáxia, e a origem desse buraco negro é completamente desconhecida no momento.”
À medida que os cientistas tentam resolver esse mistério, eles precisarão descobrir quando os buracos negros supermassivos chegaram à cena cósmica. Ao contrário do Hubble, que vê mais nitidamente em comprimentos de onda de luz visível e ultravioleta, o JWST otimizado para infravermelho pode ser capaz de penetrar fundo o suficiente na história do universo para observar um tempo antes de tais estruturas existirem.
“É maior e, portanto, pode ver mais longe no tempo e mais longe no espaço, então temos mais alvos que podemos encontrar”, disse Mather sobre as capacidades do novo observatório em comparação com as do Hubble. “Também obtemos imagens um pouco mais nítidas e, como o infravermelho é capaz de penetrar nuvens de poeira, podemos ver buracos negros muito mais próximos do núcleo.”
E para Mather, entender os buracos negros supermassivos não é um passatempo ocioso. Ele observou que o buraco negro supermassivo no coração de uma galáxia é um jogador dominante na vida de tudo na galáxia, em particular porque a energia liberada pelo gigante esculpe a galáxia ao seu redor. Isso não é menos verdadeiro para nós mesmos via Láctea do que da galáxia distante no Quinteto de Stephan.
“A história do sistema solar teria sido muito diferente sem o buraco negro em nossa galáxia”, disse Mather.
Envie um e-mail para Meghan Bartels em [email protected] ou siga-a no Twitter @meghanbartels. Siga-nos no Twitter @Spacedotcom e em Facebook.
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