VLT revela alinhamento entre eixos de buraco negros supermassivos (quasares) e estrutura a grande escala

Novas observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO (VLT), no Chile, revelaram alinhamentos nas maiores estruturas descobertas no Universo até à data. Uma equipa de investigação europeia descobriu que os eixos de rotação dos buracos negros centrais supermassivos numa amostra de quasares encontram-se paralelos entre si ao longo de distâncias de milhares de milhões de anos-luz.

A equipa descobriu também que os eixos de rotação destes quasares tendem a alinhar-se com as enormes estruturas da rede cósmica onde residem. Os quasares são núcleos de galáxias onde existem buracos negros supermassivos muito ativos.

Estes buracos negros encontram-se rodeados de discos de matéria em rotação extremamente quente, que é muitas vezes ejetada na direção dos seus eixos de rotação. Os quasares podem brilhar mais intensamente que todas as estrelas da galáxia onde se encontram. Uma equipa liderada por Damien Hutsemékers da Universidade de Liège, na Bélgica, utilizou o instrumento FORS, montado no VLT, para estudar 93 quasares que se sabia formarem enormes grupos espalhados ao longo de milhares de milhões de anos-luz, e que são observados quando o Universo tinha cerca de um terço da sua idade atual.

“A primeira coisa estranha em que reparámos foi que alguns dos eixos de rotação dos quasares estavam alinhados uns com os outros - apesar destes quasares se encontrarem separados de milhares de milhões de anos-luz,” disse Hutsemékers.

A equipa foi mais longe e investigou se estes eixos de rotação estariam de algum modo ligados, não apenas entre si, mas também com a estrutura a larga escala do Universo nessa altura. Quando os astrónomos observaram a distribuição de galáxias em escalas de milhares de milhões de anos-luz, descobriram que estes objetos não se encontram uniformemente distribuídos, mas formam uma rede cósmica de filamentos e nodos em torno de enormes vazios onde as galáxias são mais escassas. Este intrigante arranjo de matéria é conhecido por estrutura a larga escala.

Os novos resultados do VLT indicam que os eixos de rotação dos quasares tendem a posicionar-se paralelamente às estruturas de larga escala, nas quais se encontram, ou seja, se os quasares se encontram num filamento comprido, os spins dos seus buracos negros centrais apontarão na direção do filamento. Os investigadores estimam que a probabilidade destes alinhamentos serem simplesmente um resultado aleatório é menor que 1%.

“A correlação entre a orientação dos quasares e a estrutura a que pertencem é uma importante previsão dos modelos numéricos de evolução do Universo. Estes dados dão-nos a primeira confirmação observacional deste efeito, em escalas muito maiores do que o que tem sido observado até à data em galáxias normais,” acrescenta Dominique Sluse do Argelander-Institut für Astronomie em Bona, Alemanha, e Universidade de Liège.

A equipa não conseguiu observar de forma direta os eixos de rotação ou os jactos dos quasares. Em vez disso, foi medida a polarização da radiação emitida por cada quasar e, para 19 deles, encontrou-se um sinal polarizado significativo. A direção desta polarização, combinada com outras informações, pôde ser utilizada para deduzir o ângulo do disco de acreção e consequentemente a direção do eixo de rotação do quasar.

“O alinhamento nos novos dados, em escalas ainda maiores do que as atuais previsões das simulações, poderá indicar que ainda falta um ingrediente nos nossos modelos do cosmos atuais,” conclui Dominique Sluse.