Acredita-se que toda grande galáxia no universo observável hospede um buraco negro supermassivo em seu centro. Na maioria das vezes, com base nas evidências observacionais disponíveis, estes buracos negros estão adormecidos. Eles coletam apenas pequenas quantidades de matéria do seu entorno, emitem apenas radiação fraca e não produzem jatos visíveis. A partir de distâncias cósmicas, eles são efetivamente invisíveis.
Ocasionalmente, e por razões que não são completamente compreendidas, um buraco negro supermassivo entra numa fase ativa. O material cai em grandes quantidades no seu disco de acreção. O disco está quente. O intenso campo magnético canaliza partículas carregadas dos pólos do buraco negro em dois feixes focados que fluem para fora a velocidades relativísticas. Os feixes, quando encontram o gás difuso do meio intergaláctico circundante, criam enormes lóbulos de plasma emissor de rádio que podem se estender por centenas de milhares ou mesmo milhões de anos-luz da galáxia.
Um buraco negro supermassivo ativo é um dos motores mais poderosos do universo. Isto também, no registo observacional, é um fenómeno temporário. A fase ativa dura um determinado período de tempo e depois, em escalas de tempo que variam de milhões a milhões de anos, o buraco negro fecha novamente.
Se um buraco negro individual alguma vez reinicia e, em caso afirmativo, com que frequência e em que circunstâncias, são questões que os astrónomos têm tentado resolver há quase meio século.
A galáxia que acordou
A galáxia é chamada J1007+3540. Ele está localizado no centro de um aglomerado de galáxias chamado WHL 100706.4+354041, a várias centenas de milhões de anos-luz da Terra. A própria galáxia hospedeira é uma elíptica evoluída, com uma idade de cerca de 12 mil milhões de anos e uma massa estelar total de cerca de 100 mil milhões de massas solares. O buraco negro supermassivo no seu centro é consideravelmente maior que o centro da Via Láctea.
Em janeiro de 2026, uma equipe de pesquisa liderada por Shobha Kumari no Medinipur City College, na Índia, com os colaboradores Sabyasachi Pal, Surjit Paul e Marek Jamroji, publicou um artigo no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society relatando observações detalhadas em radiofrequência da galáxia e do seu buraco negro central.. As observações, que combinaram dados de dois dos radiotelescópios mais sensíveis do mundo, revelaram uma configuração específica e incomum de características no centro da galáxia.
A característica mais marcante foi a presença de duas estruturas de plasma distintas na mesma imagem. A estrutura externa era um par de lóbulos grandes e difusos que se estendiam por cerca de 1,45 megaparsecs, ou cerca de 4,7 milhões de anos-luz, através do espaço intergaláctico circundante. O plasma nos lóbulos externos era fraco e de baixa frequência, com uma idade radiativa de cerca de 240 milhões de anos, indicando que os lóbulos foram produzidos por uma fase ativa do buraco negro que terminou há muito tempo.
Dentro dos lobos externos, e distintamente separada deles, havia uma segunda estrutura de plasma, mais brilhante e mais compacta. Esta estrutura interna era consideravelmente mais jovem, com uma idade de radiação de cerca de 140 milhões de anos, e a sua morfologia brilhante e comprimida era consistente com a assinatura de um jato fresco e ativo ainda produzido pelo buraco negro.
A interpretação dos dados combinados foi direta. O buraco negro no centro de J1007+3540 esteve ativo num passado distante, totalmente adormecido durante cerca de 100 milhões de anos, e depois reativado. Tanto o antigo lóbulo desbotado quanto o jato recém-ativo eram visíveis em uma única imagem da mesma galáxia, capturando um buraco negro supermassivo capturado no ato de reiniciar no meio do ciclo.
Luta ambiental
Os jatos recém-lançados estão se propagando no padrão suave que seria esperado em um meio vazio, e não nas observações disponíveis. Eles estão sendo dobrados, comprimidos e distorcidos pela esmagadora pressão externa do gás quente que preenche o aglomerado de galáxias circundante.
O meio intraenxame, como é chamado este gás quente, exerce pressões substancialmente mais elevadas no plasma dos jatos emergentes do que a maioria das rádio-galáxias experimenta. Nas imagens da equipa de Virgem, o lobo norte do jato fresco está aparentemente comprimido e curvado lateralmente, em vez de se expandir livremente para fora. Seu plasma parece se curvar de volta em direção à fonte, em vez de fluir para longe. O jato do sul deforma-se em forma de S alongado, estende-se para fora por cerca de 250 kPas e depois se espalha em uma cauda difusa deslocada que atinge cerca de 600 kPas da galáxia hospedeira.
O coautor Dr. Sabyasachi Pal descreve J1007+3540 como o exemplo mais claro e espetacular de um núcleo galáctico ativo episódico com interações de aglomerados de jatos atualmente conhecidas. A Royal Astronomical Society, ao anunciar as suas descobertas, disse que o investigador principal, Shobha Kumari, descreveu o evento como “como ver um vulcão cósmico entrar em erupção novamente após uma longa pausa, exceto que é grande o suficiente para criar estruturas que abrangem quase um milhão de anos-luz no espaço”.
Como observado
As observações combinaram dados de dois dos radiotelescópios de baixa frequência mais sensíveis do mundo. O primeiro foi o Low Frequency Array, ou LOFAR, uma rede distribuída de antenas de rádio centrada na Holanda e espalhada por toda a Europa, que observou J1007+3540 como parte do segundo lançamento de dados (LoTSS DR2) do LOFAR Two-Meter Sky Survey em 144 MHz. O segundo foi o Giant Metrowave Radio Telescope atualizado, ou uGMRT, em Maharashtra, na Índia, que observou a mesma fonte em 400 MHz.
As duas frequências juntas permitem à equipe de Virgem distinguir entre populações de plasma antigas e novas em galáxias. Os lóbulos mais antigos e mais distantes emitem principalmente em baixas frequências, porque os electrões que produziram a sua radiação perderam energia através da radiação síncrotron durante os 240 milhões de anos seguintes. O jato interno menor e mais brilhante emite com mais força em ambas as frequências. O contraste dependente da frequência entre as duas estruturas foi a assinatura observacional específica que permitiu à equipa distinguir os dois ciclos de actividade e estimar as suas respectivas idades.
o que isso significa
As observações de J1007+3540 resolvem uma questão específica e de longa data sobre a atividade dos buracos negros supermassivos. Se os buracos negros circulam distintamente entre as fases ativa e dormente tem sido controverso há décadas, e as evidências de atividade episódica têm sido em grande parte circunstanciais. A presença de lóbulos mortos antigos e de jatos recentemente ativos numa única galáxia, fotografadas simultaneamente na mesma observação, fornece confirmação visual direta de que pelo menos alguns buracos negros supermassivos são motores episódicos que podem alternar entre dormência e atividade durante períodos de milhões de anos.
O período específico de dormência do J1007+3540 também é informativo. Cerca de 100 milhões de anos é significativamente mais longo do que a escala de tempo durante a qual a maioria das outras reativações de buracos negros observadas foram documentadas. Isto sugere que os processos de desligamento e reinício destes motores centrais operam em intervalos comparáveis à evolução das espécies na Terra, e que qualquer buraco negro supermassivo pode experimentar múltiplos desses ciclos ao longo da idade da sua galáxia hospedeira.
As interações ambientais são uma segunda descoberta que vai além de campos específicos. Os jatos que emanam de J1007+3540 estão aparentemente sendo curvados e comprimidos pelos seus arredores, o que significa que a forma da estrutura de rádio de uma galáxia não é determinada apenas pelo buraco negro central. A pressão, a temperatura e a densidade do meio interestelar circundante, com base nas observações disponíveis, podem remodelar substancialmente os jatos produzidos por um buraco negro, e qualquer modelo completo da evolução dos jatos de um buraco negro deve incluir os efeitos do ambiente através do qual os jatos se propagam.
O buraco negro no centro de J1007+3540 está silencioso há mais tempo do que a espécie humana moderna existe.
Agora começou a entrar em erupção novamente.
Os astrónomos estão a ver, numa única imagem, tanto erupções recentes como restos fossilizados de erupções anteriores.
