• Começa com um estrondo

Qual foi a maior explosão do Universo?

• Embora estrelas, supernovas, fusões de buracos negros e outros eventos cataclísmicos possam liberar enormes quantidades de energia, vimos algo ainda maior.
• Os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, que podem chegar a muitos bilhões de massas solares, muitas vezes são ativados, injetando quantidades sem precedentes de energia no meio intergaláctico.
• Em 2020, testemunhamos um buraco negro perfurando um buraco cerca de 15 vezes o tamanho da Via Láctea no gás de um aglomerado de galáxias: o maior 'kaboom' cósmico já visto.

O Universo, onde quer que olhemos, está cheio de eventos cataclísmicos e explosões transitórias.

Uma combinação de dados de raios-X, ópticos e infravermelhos revela o pulsar central no núcleo da Nebulosa do Caranguejo, incluindo os ventos e fluxos que os pulsares cuidam da matéria circundante. A mancha branca arroxeada brilhante central é, de fato, o pulsar do Caranguejo, que gira cerca de 30 vezes por segundo. O material mostrado aqui tem cerca de 5 anos-luz de extensão, originário de uma estrela que virou supernova há cerca de 1.000 anos, ensinando-nos que a velocidade típica do material ejetado é de cerca de 1.500 km/s. A produção total de energia de um evento como este é aproximadamente 10 bilhões de vezes a atual produção de energia do Sol.

Eles vêm em todos os tipos de variedades, de supernovas a buracos negros, eventos de fusão e muito mais.

Zw II 96 na constelação de Delphinus, o Golfinho, é um exemplo de uma fusão galáctica localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância. A formação de estrelas é desencadeada por essas classes de eventos e pode consumir grandes quantidades de gás dentro de cada uma das galáxias progenitoras, em vez de um fluxo constante de formação de estrelas de baixo nível encontrado em galáxias isoladas. Observe os fluxos de estrelas entre as galáxias em interação.

Seja em luz, partículas ou ondas gravitacionais, a produção de energia sempre pode ser quantificada .

Nesta representação artística, um blazar está acelerando prótons que produzem píons, que produzem neutrinos e raios gama. Fótons também são produzidos. Eventos extremos de energia são gerados por processos que ocorrem em torno dos maiores buracos negros supermassivos conhecidos no Universo quando eles estão se alimentando ativamente.

As supernovas liberam até 10⁴⁴ joules (J) de energia: totalizando toda a produção da vida útil do Sol.

Para os buracos negros reais que existem ou são criados em nosso Universo, podemos observar a radiação emitida pela matéria circundante e as ondas gravitacionais produzidas pela inspiração, fusão e anelamento. As fusões de buracos negros mais energéticas vistas pelo LIGO são milhares de vezes mais energéticas do que as supernovas.

As fusões de buracos negros do LIGO foram ainda mais enérgicas: até ~10⁴⁷ J.

O segundo maior buraco negro visto da Terra, aquele no centro da galáxia M87, é mostrado aqui em três vistas. No topo está a óptica do Hubble, no canto inferior esquerdo está o rádio do NRAO e no canto inferior direito está o raio-X do Chandra. Essas visões diferentes têm resoluções diferentes dependendo da sensibilidade óptica, comprimento de onda da luz usada e tamanho dos espelhos do telescópio usados ​​para observá-los. Todos esses são exemplos de radiação emitida das regiões ao redor dos buracos negros, demonstrando que os buracos negros não são tão negros, afinal.

Mas as explosões mais extremas e enérgicas surgem de jatos emitidos por buracos negros supermassivos .

A galáxia Centaurus A é o exemplo mais próximo de uma galáxia ativa da Terra, com seus jatos de alta energia causados ​​pela aceleração eletromagnética em torno do buraco negro central. A extensão de seus jatos é muito menor do que os jatos que o Chandra observou em torno de Pictor A, que são muito menores do que os jatos encontrados em enormes aglomerados de galáxias.

A matéria acumulada é acelerada por esses gigantes, ejetando partículas por todo o espaço intergaláctico.

A galáxia ativa IRAS F11119+3257 mostra, quando vista de perto, saídas que podem ser consistentes com uma grande fusão. Buracos negros supermassivos só podem ser visíveis quando são “ligados” por um mecanismo de alimentação ativo, explicando por que podemos ver esses buracos negros ultradistantes.

Ao colidir com o gás e o plasma circundantes, eles podem esculpir cavidades que abrangem milhões de anos-luz .

Esta imagem, que mostra dados de rádio sobrepostos aos dados do WISE (infravermelho), mostra toda a extensão física da gigantesca rádio-galáxia Alcyoneus, agora identificada, em uma escala de 16 milhões de anos-luz (5 Megaparsecs), como atualmente a maior galáxia conhecida no universo. Se isso ocorresse dentro de um aglomerado de galáxias, a energia teria sido injetada no gás intraaglomerado, criando uma grande cavidade.

O mais extremo já foi descoberto recentemente no aglomerado de galáxias Ophiuchus , 390 milhões de anos-luz de distância.

Os dados de rádio do aglomerado de galáxias Ophiuchus revelam a presença de buracos negros supermassivos (em branco), mas também uma população extraordinariamente grande de gás e plasma ultraquente, em temperaturas superiores a dezenas de milhões de K.

O telescópio de raios-X Chandra da NASA encontrou uma enorme fonte de raios-X lá, 15 vezes o diâmetro da nossa galáxia.

Os dados de raios-X, mostrados aqui em rosa e sobrepostos aos dados infravermelhos, transformam esse aglomerado indefinido de galáxias em uma fonte enorme e brilhante no céu. Os dados de raios-X, mesmo a uma distância de 390 milhões de anos-luz, ocupam cerca de um quarto de grau no céu: metade do tamanho da Lua cheia.

Combinado com observações de infravermelho e rádio, surge uma enorme cavidade.

Uma combinação de dados de observatórios de raios-X, rádio e infravermelho revelou uma enorme cavidade de aproximadamente 1,5 milhão de anos-luz de diâmetro, correspondendo à maior liberação de energia de um único evento já descoberta.

Foi esculpido por uma explosão de buraco negro antigo, explosivo e supermassivo , requerendo 5 × 10⁵⁴ J de energia.

O Lynx, como um observatório de raios-X de última geração, servirá como o complemento final para telescópios ópticos de 30 metros sendo construídos no solo e observatórios como James Webb e WFIRST no espaço. O Lynx terá que competir com a missão Athena da ESA, que tem um campo de visão superior, mas o Lynx realmente brilha em termos de resolução angular e sensibilidade. Ambos os observatórios podem revolucionar e ampliar nossa visão do Universo de raios-X.

Um evento energético mais distante provavelmente aguarda descoberta via Atena da ESA ou Lince da NASA .

Um composto de raios X e rádio do OJ 287 durante uma de suas fases de queima. A ‘trilha orbital’ que você vê em ambas as visualizações é uma dica do movimento do buraco negro secundário. Este sistema é um sistema supermassivo binário, onde um componente tem aproximadamente 18 bilhões de massas solares e o outro tem 150 milhões de massas solares. Quando eles se fundem, eles podem emitir tanta energia, embora na forma de ondas gravitacionais, quanto foi encontrado no aglomerado de galáxias mais energicamente injetado.

Apenas fusões supermassivas de buracos negros, até então inéditas, podem superá-los.

Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras. Fale menos; sorria mais.

Compartilhar: