O Telescópio Espacial James Webb (JWST) forneceu aos astrónomos observações sem precedentes no infravermelho médio de Sagitário A (Sgr A ), o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. Estas novas informações estão a ajudar os cientistas a desvendar o mistério por detrás das explosões emitidas por este gigante cósmico e a esclarecer ainda mais o papel dos campos magnéticos na formação da matéria em torno dos buracos negros.
Preenchendo a lacuna nas observações do buraco negro
Durante anos, os cientistas estudaram erupções de buracos negros em vários comprimentos de onda – infravermelho próximo, rádio e outros – cada um oferecendo uma perspectiva única sobre estes eventos energéticos. O problema era uma peça que faltava: dados do infravermelho médio. Esta lacuna impediu uma compreensão completa de como as explosões evoluem e dos mecanismos que as impulsionam. As observações do JWST, reveladas pela primeira vez em janeiro de 2025, preenchem esta lacuna, ligando comprimentos de onda infravermelhos e de rádio com dados críticos do infravermelho médio.
De acordo com Sebastiano von Fellenberg, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, “Os dados do infravermelho médio são emocionantes, porque, graças aos novos dados do JWST, podemos preencher a lacuna entre os regimes de rádio e infravermelho próximo, que eram um ‘buraco’ no espectro de Sgr A*.” Esta descoberta confirma que as explosões ocorrem no espectro do infravermelho médio, o que nem sempre é consistente com as observações de rádio.
Análise simultânea de múltiplos comprimentos de onda
As capacidades do JWST permitiram à equipe observar o buraco negro em quatro comprimentos de onda diferentes simultaneamente com um único instrumento. Isto permitiu-lhes medir o índice espectral do infravermelho médio, um passo crucial na compreensão da dinâmica das explosões.
A chave para esta análise reside no comportamento dos electrões de alta velocidade em torno do buraco negro. À medida que espiralam ao longo das linhas do campo magnético, esses elétrons emitem radiação síncrotron – um subproduto da reconexão magnética e da liberação de energia. As novas observações confirmam um processo denominado “resfriamento síncrotron”, onde esses elétrons perdem energia, alimentando as emissões observadas no infravermelho médio.
Medindo a intensidade do campo magnético
Esta confirmação é significativa porque permite uma medição independente da intensidade do campo magnético em torno de Sgr A*. As medições anteriores dependiam de outros parâmetros, como a densidade eletrônica, tornando-as menos precisas. Von Fellenberg explica que o novo método é “bastante ‘limpo’, na medida em que não são necessárias muitas suposições para a medição”, fornecendo dados valiosos para modelos teóricos que foram pouco restringidos a este respeito.
O facto de as intensidades do campo magnético serem cruciais para a compreensão de como funcionam os buracos negros torna esta descoberta um passo em frente na astrofísica.
A importância da observação baseada no espaço
Estas observações não teriam sido possíveis sem o JWST. A atmosfera interfere nas observações terrestres de infravermelho médio, e o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do telescópio, operando no modo Espectrômetro de Média Resolução (MRS), fornece a sensibilidade necessária e a cobertura de comprimento de onda para medir o índice espectral.
Como afirma von Fellenberg: “Para obter uma sensibilidade tão elevada no infravermelho médio, é necessário ir para o espaço… Além disso, o instrumento MIRI/MRS é o primeiro instrumento a fornecer uma cobertura de comprimento de onda tão ampla para Sgr A*, um pré-requisito para medir o índice espectral, por isso é realmente um golpe duplo!”
Em conclusão, as observações de Sagitário A* no infravermelho médio do JWST fornecem novos dados críticos sobre a dinâmica das explosões de buracos negros, permitindo aos cientistas medir a intensidade do campo magnético com uma precisão sem precedentes. Esta descoberta é uma prova do poder dos telescópios espaciais e irá refinar a nossa compreensão destes objetos cósmicos enigmáticos.
