De onde vêm as nuvens de gás perto do buraco negro da Via Láctea?

O Sagittarius A* (Sgr A*) é o buraco negro supermassivo localizado no centro da Via Láctea, com massa estimada em cerca de 4 milhões de massas solares. Ele apresenta uma taxa de acreção extremamente baixa, sendo classificado como um buraco negro relativamente inativo. Sua luminosidade é muito inferior se comparada com outros buracos negros com taxas de acreção parecidas. Observações em rádio, infravermelho e raios X mostram emissões fracas e que variam muito com o tempo.

Mesmo com a taxa de acreção baixa, o Sgr A* ainda se alimenta de gás que cai em sua direção esporadicamente. A origem desse material tem sido tema de debate dentro da Astronomia, principalmente por causa da baixa taxa de acreção. Modelos tradicionais indicam que o suprimento de matéria vem de ventos estelares de estrelas próximas e de nuvens de gás no centro galáctico. No entanto, algumas nuvens compactas observadas não apresentavam uma fonte de origem.

Um estudo recente combinando simulações hidrodinâmicas e observações apontou uma nova origem para essas nuvens de gás. Os resultados indicam que um sistema de estrela binária massiva no centro da galáxia pode gerar esses aglomerados compactos de gás. Interações gravitacionais e perda de massa no sistema produzem fluxos que se fragmentam em nuvens que migram em direção ao Sgr A*. Essa descoberta pode ajudar a entender episódios de aumento temporário na atividade do buraco negro.

Sgr A*

O Sgr A* recebe esse nome por estar na direção da constelação de Sagitário quando observamos do ponto de vista da Terra. Ele é o buraco negro supermassivo da nossa galáxia. Ele foi diretamente imageado pelo Event Horizon Telescope, que revelou a estrutura do anel de emissão ao redor do horizonte de eventos. Observações indicam que o objeto opera em um regime de acreção baixa com baixa densidade de gás e baixa eficiência de emissão.

Apesar de seu estado atual relativamente inativo, há evidências de que o Sgr A* era mais ativo no passado. Estruturas, como bolhas de emissão em raios gama no halo galáctico, sugerem episódios de maior taxa de acreção. Esses eventos podem ter sido associados a aumentos temporários na quantidade de gás que cai em direção ao objeto. Isso sugere que o estado atual não é permanente, mas parte de um ciclo de atividade variável.

Por que ele é considerado inativo?

O Sgr A* é considerado praticamente inativo devido à sua baixa taxa de acreção. Esse comportamento é típico de sistemas no regime RIAF, nos quais o gás quente e rarefeito não consegue radiar energia de forma eficiente. Como resultado, grande parte da energia térmica é levada para dentro do buraco negro, em vez de ser emitida como radiação. Observacionalmente, isso é visto em emissões fracas e esporádicas em rádio, infravermelho e raios X.

Outro fator que contribui para o estado quase inativo do Sgr A* é a escassez de material disponível para acreção eficiente. Embora o centro galáctico contenha gás e estrelas massivas, a maior parte desse material não perde momento angular para cair em direção ao buraco negro. Ventos estelares e processos de aquecimento mantêm o gás em estado quente e difuso, desfavorecendo a formação de um disco de acreção.

A origem das nuvens de gás

Desde 2012, astrônomos tem observado nuvens de gás que parecem estar alimentando o Sgr A*. A primeira nuvem identificada foi a famosa G2 que foi classificada como uma nuvem compacta e ionizada. Esse objeto apresenta emissão característica de hidrogênio e hélio e segue uma órbita excêntrica ao redor do centro galáctico. Observações posteriores revelaram uma estrutura de cauda associada, denominada G2t, além de um objeto similar, G1, em órbita parecida.

A análise orbital mostrou que esses corpos compartilham parâmetros muito semelhantes em orientação e forma. Essa coincidência torna improvável que sejam estruturas independentes. Estudos mais recentes indicam que essas nuvens fazem parte de um “streamer” coerente, conhecido como G1–2–3, que representa material em fluxo contínuo. A origem desse fluxo foi associada à estrela binária massiva IRS 16SW, localizada no disco de estrelas jovens próximo ao buraco negro.

Como isso nos ajuda?

Determinar a origem das nuvens que alimentam o Sgr A* é importante para entender a variabilidade de sua atividade. Esses aglomerados de gás atuam como reservatórios de matéria que, ao serem capturados, podem gerar aumentos na taxa de acreção. A chegada de material mais denso ao buraco negro pode desencadear flares em múltiplos comprimentos de onda.

Assim, identificar a fonte e a dinâmica dessas nuvens permite correlacionar eventos de alimentação com picos de emissão. Esse tipo de análise ajuda a reconstruir o histórico recente de atividade do sistema. Compreender esse mecanismo também ajuda a explicar por que o Sgr A* se encontra atualmente em um regime de baixa atividade. A taxa de acreção depende não apenas da quantidade de material disponível, mas também da eficiência com que esse material perde momento angular e alcança o horizonte de eventos.

Referência da notícia

Gillessen et al. 2026 The gas streamer G1–2–3 in the Galactic center Astronomy & Astrophysics