Astrônomos observaram jatos emitidos por um buraco negro no sistema Cygnus X‑1, que está canibalizando uma estrela supergigante azul. Usando dados do radiotelescópio Observatório Square Kilometre Array (SKA), a equipe conseguiu medir diretamente a potência dessas estruturas, revelando que elas liberam energia equivalente à de 10.000 sóis, um valor capaz de influenciar o ambiente interestelar e até moldar galáxias inteiras.
Cygnus X‑1, localizado a cerca de 7.000 anos‑luz, é uma das fontes de raios X mais brilhantes do céu e abriga um buraco negro de aproximadamente 21 massas solares. Ele orbita tão próximo de sua estrela companheira — apenas 48 milhões de quilômetros, cerca de 20% da distância entre a Terra e o Sol — que arranca continuamente matéria de sua superfície.
Uma ilustração de um buraco negro supermassivo expelindo jatos poderosos de matéria criada com Canva
© Foto / Robert Lea
Essa matéria não cai diretamente no buraco negro: devido ao momento angular, ela forma um disco de acreção, uma estrutura giratória e extremamente quente que emite intensos raios X. A gravidade do buraco negro aquece o disco a níveis extremos, alimentando o processo que gera tanto radiação quanto jatos relativísticos.
Parte da matéria do disco não é engolida, mas em vez disso, é acelerada e expelida pelos polos do buraco negro em jatos poderosos que viajam a cerca de metade da velocidade da luz. Os astrônomos determinaram não apenas sua velocidade, mas também sua potência, algo que até então era difícil de medir diretamente.
As imagens obtidas pelo SKA mostraram que os jatos parecem "dançar", desviando-se em diferentes direções conforme o buraco negro e a estrela orbitam um ao outro. Segundo Steve Prabu, da Universidade de Oxford, essa dança é causada pelos ventos estelares da supergigante azul, que empurram e distorcem os jatos ao longo do tempo.
Os resultados confirmam que cerca de 10% da energia liberada pela matéria que cai em direção ao buraco negro é canalizada para esses jatos — um valor amplamente assumido em modelos cosmológicos, mas difícil de comprovar por observações.
A medição fornece, pela primeira vez, uma referência sólida para estimar a energia de jatos em outros sistemas.
A pesquisa também abre caminho para estudar jatos de buracos negros supermassivos, milhões ou bilhões de vezes mais massivos que o Sol. Como a física fundamental é semelhante, essa medição em Cygnus X‑1 permitirá calibrar futuras observações do SKA, que deverá detectar jatos em milhões de galáxias distantes, ajudando a entender como essas estruturas influenciam a evolução galáctica.