Astrônomos produziram o vídeo de maior resolução já feito de um jato de um buraco negro supermassivo, utilizando dados de 30 anos e um novo modelo de aprendizado de máquina. O vídeo apresenta três perspectivas dos jatos: intensidade total, polarização e fluxo óptico.
O Jato de 3C 345
O objeto observado está no centro da galáxia 3C 345, conhecida como um blazar, um tipo extremamente ativo de galáxia cujo núcleo libera um poderoso jato de material, incluindo gás e plasma, a velocidades próximas à da luz. A origem do jato é um buraco negro supermassivo que pode estar orbitado por um segundo buraco negro. O comportamento variável do jato chama a atenção dos astrônomos há décadas.
Recursos e Tecnologia
Para produzir o vídeo, os pesquisadores utilizaram 116 imagens registradas entre 1995 e 2022. As imagens foram posteriormente combinadas pelo Kine, um algoritmo de aprendizado de máquina baseado em redes neurais capaz de aprimorar esse tipo de observação. O vídeo apresenta três perspectivas dos jatos: a intensidade total, a polarização e o fluxo óptico. A alta resolução permitiu aos pesquisadores estudar com grande nível de detalhe a velocidade do plasma dentro do jato.
Análise do Jato
As imagens revelam um fenômeno que parece impossível: o material expelido aparenta se mover mais rápido que a velocidade da luz. Isso, porém, não significa que o jato esteja realmente violando esse limite. O efeito é causado pela geometria da observação. Tudo o que é observado no espaço aparece projetado em uma espécie de abóbada celeste bidimensional, enquanto os objetos se movimentam em três dimensões. Por causa do ângulo em que esses jatos são vistos, materiais que se deslocam muito próximos à velocidade da luz podem parecer viajar várias vezes mais rápido que ela. A equipe calculou que a maior parte do gás se move entre nove e 12 vezes a velocidade da luz na velocidade aparente projetada. Curiosamente, as regiões mais brilhantes do jato apresentam velocidades aparentes de dez a 13 vezes a velocidade da luz.
Conclusão
O vídeo revela que a maior parte do gás se move entre nove e 12 vezes a velocidade da luz na velocidade aparente projetada. Curiosamente, as regiões mais brilhantes do jato apresentam velocidades aparentes de dez a 13 vezes a velocidade da luz. Os autores afirmam que não encontraram evidências de que os componentes brilhantes em movimento sejam regiões fortemente afetadas por choques, como havia sido proposto anteriormente. A interpretação baseada em frentes de choque também perdeu força devido à ausência de uma correlação entre as estruturas brilhantes e os picos de polarização. Isso não elimina completamente a hipótese de frentes de choque, mas as observações levantam novas questões sobre o que exatamente acontece nesses misteriosos jatos relativísticos.
O estudo foi publicado na revista Nature. O vídeo de alta resolução do jato de um buraco negro supermassivo é um marco na compreensão do fenômeno, destacando a importância do uso de modelos de aprendizado de máquina e de alta resolução para a observação de objetos celestes complexos.