Astrônomos usaram as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble da NASA para espiar mais de perto do que nunca a garganta de um energético buraco negro monstruoso que alimenta um quasar. Um quasar é um centro galático que brilha intensamente enquanto o buraco negro consome material em seu entorno imediato.

As novas visões do Hubble do ambiente ao redor do quasar mostram muitas "coisas estranhas", de acordo com Bin Ren do Observatório Côte d'Azur e da Université Côte d'Azur em Nice, França. "Temos algumas manchas de tamanhos diferentes e uma misteriosa estrutura filamentar em forma de L. Tudo isso está a 16.000 anos-luz do buraco negro."

Alguns dos objetos podem ser pequenas galáxias satélites ao redor do buraco negro e, portanto, podem oferecer os materiais que serão agregados ao buraco negro supermassivo central, alimentando o farol brilhante.

Quasares parecem estrelas como fontes pontuais de luz no céu (daí o nome objeto quase estelar). O quasar no novo estudo, 3C 273, foi identificado em 1963 pelo astrônomo Maarten Schmidt como o primeiro quasar. As descobertas são publicadas no periódico Astronomy & Astrophysics .

A uma distância de 2,5 bilhões de anos-luz, ela estava longe demais para uma estrela. Ela deve ter sido mais energética do que se imaginava, com uma luminosidade mais de 10 vezes mais brilhante do que as galáxias elípticas gigantes mais brilhantes. Isso abriu a porta para um novo quebra-cabeça inesperado na cosmologia: o que está alimentando essa produção massiva de energia? O provável culpado foi o material que se acumulou em um buraco negro.

Em 1994, a nova visão nítida do Hubble revelou que o ambiente ao redor dos quasares é muito mais complexo do que se suspeitava inicialmente. As imagens sugeriram colisões galácticas e fusões entre quasares e galáxias companheiras, onde detritos caem em cascata sobre buracos negros supermassivos . Isso reacende os buracos negros gigantes que impulsionam os quasares.

Para Hubble, olhar fixamente para o quasar 3C 273 é como olhar diretamente para o farol ofuscante de um carro e tentar ver uma formiga rastejando na borda ao redor dele. O quasar despeja milhares de vezes a energia total das estrelas em uma galáxia.

Um dos quasares mais próximos da Terra, 3C 273 está a 2,5 bilhões de anos-luz de distância. (Se estivesse muito próximo, a algumas dezenas de anos-luz da Terra, pareceria tão brilhante quanto o sol no céu) O instrumento STIS do Hubble pode servir como um coronógrafo para bloquear a luz de fontes centrais, não muito diferente de como a lua bloqueia o brilho do sol durante um eclipse solar total.

Astrônomos usaram o STIS para revelar discos empoeirados ao redor de estrelas para entender a formação de sistemas planetários, e agora eles podem usar o STIS para entender melhor as galáxias hospedeiras dos quasares. O coronógrafo do Hubble permitiu que os astrônomos olhassem oito vezes mais perto do buraco negro do que nunca.

Cientistas obtiveram uma visão rara do jato extragaláctico de material do quasar, com 300.000 anos-luz de comprimento, que atravessa o espaço quase na velocidade da luz. Ao comparar os dados coronográficos do STIS com imagens de arquivo do STIS com uma separação de 22 anos, a equipe liderada por Ren concluiu que o jato está se movendo mais rápido quando está mais longe do buraco negro monstruoso.

"Com as estruturas espaciais finas e o movimento do jato, o Hubble preencheu uma lacuna entre a radiointerferometria de pequena escala e as observações de imagens ópticas de larga escala e, assim, podemos dar um passo observacional em direção a uma compreensão mais completa da morfologia do hospedeiro do quasar.

"Nossa visão anterior era muito limitada, mas o Hubble está nos permitindo entender a complicada morfologia do quasar e as interações galácticas em detalhes. No futuro, olhar mais profundamente para 3C 273 em luz infravermelha com o Telescópio Espacial James Webb pode nos dar mais pistas", disse Ren.

Pelo menos 1 milhão de quasares estão espalhados pelo céu. Eles são "holofotes" de fundo úteis para uma variedade de observações astronômicas. Os quasares eram mais abundantes cerca de 3 bilhões de anos após o big bang, quando colisões de galáxias eram mais comuns.