JATOS DE RAIOS X DE UM BURACO NEGRO QUE DISPARA RAIOS CÓSMICOS

Algumas das partículas mais energéticas da nossa Galáxia podem vir de microquasares: um buraco negro ou uma estrela de nêutrons que se alimenta de uma estrela companheira e lança jatos relativísticos. Redes de detectores em solo como Tibet ASγ, HAWC e LHAASO detectaram raios gama acima de 100 TeV vindos de vários deles. Isso faz dos microquasares uma nova classe de PeVatrons — aceleradores capazes de levar partículas a um peta-elétron-volt, um milhão de bilhões de elétron-volts.

O primeiro identificado foi o SS 433, com sua nebulosa W50. O segundo foi V4641 Sagittarii.

Um campeão dos raios gama

V4641 Sgr é o microquasar mais luminoso em raios gama de TeV. Seu brilho em raios gama, detectado até 0,8 PeV, se estende por cerca de um grau do céu, com um dos espectros mais “duros” entre as fontes TeV da Galáxia. Em seu centro: um buraco negro de 6,4 massas solares e uma estrela companheira de 2,9 massas solares, a cerca de 6,2 quiloparsecs de distância. O sistema entrou em forte erupção em 1999 e tem tido surtos aproximadamente a cada dois anos desde então; jatos de rádio foram vistos durante a erupção de 1999.

No entanto, os telescópios de raios X o haviam observado sobretudo durante as erupções, quando a fonte central ofusca todo o resto. O satélite XRISM havia visto um indício de raios X estendidos em 2024, mas logo após uma erupção e cobrindo apenas parte da região.

Esperar o silêncio

Naomi Tsuji (Universidade de Tóquio e RIKEN), Caterina Tresoldi (INAF–Observatório de Brera) e cerca de quarenta colegas no Japão, na Itália, nos Estados Unidos, na China, no Canadá, na França e em outros lugares escolheram a estratégia oposta. Depois de verificar com outros instrumentos que o buraco negro estava calmo, apontaram o telescópio XMM-Newton para toda a região de raios gama em setembro de 2025: quatro apontamentos de 30 a 40 quilossegundos cada. A fonte central estava então cerca de três ordens de grandeza mais fraca do que durante a observação do XRISM.

O campo revelou-se repleto de fontes pontuais — estrelas ativas, anãs brancas, galáxias distantes —, que a equipe mascarou para procurar luz difusa.

Mapas do XMM-Newton da região de V4641 Sgr (estrela) com contornos de raios gama do H.E.S.S. em branco; à direita, as duas novas fontes de raios X estendidas n1 e s1. — Figura 1, Tsuji, Tresoldi et al. (2026), arXiv:2610.02966.

Dois nós no eixo do jato

Na banda de 2–5 keV, destacam-se duas manchas estendidas, chamadas n1 (norte) e s1 (sul) em referência aos nós conhecidos do SS 433. Elas ficam a cerca de 23 e 25 parsecs do sistema binário, aproximadamente alinhadas com o eixo dos jatos de rádio (a menos de 16° e 10°), e dentro da emissão de raios gama. Significância da detecção: 20 sigma para n1, 7 sigma para s1; n1 aparece em duas observações separadas.

É a primeira detecção de estruturas de jato em raios X com dezenas de parsecs de comprimento neste sistema. Estruturas assim são conhecidas em apenas um punhado de binárias de raios X.

Seu espectro é uma lei de potência suave, sem as linhas de emissão de um gás quente; um modelo térmico se ajusta muito pior. Os autores o interpretam como radiação síncrotron: elétrons com energias de vários TeV espiralando num campo magnético.

Um campo fraco, amplificado localmente

Modelar juntos os raios X e os raios gama — produzidos pelos mesmos elétrons — dá um campo magnético de apenas 3 a 5 microgauss nos nós, e de 1 a 2 microgauss ou menos no resto dos lóbulos de raios gama. O campo é fraco, mas amplificado localmente.

Essa é a principal diferença em relação ao SS 433, cujos nós ficam a distâncias semelhantes: o SS 433 brilha cerca de dez vezes mais em raios X do que em raios gama, V4641 Sgr cerca de dez vezes menos, porque seu campo é mais fraco. Os autores sugerem um jato menos potente em média, ou um ambiente mais rarefeito, já que V4641 Sgr fica cerca de 5 graus abaixo do plano galáctico.

Duas interpretações continuam em aberto: os nós podem ser os próprios locais de aceleração, onde o jato sofre um choque, ou estruturas a jusante. Para alcançar energias de PeV num campo assim ao longo de cerca de 5 parsecs, o jato precisaria se mover a pelo menos um décimo da velocidade da luz. Também não se pode descartar que as partículas sejam produzidas por prótons em vez de elétrons.

Olhar para fora do centro

Os autores advertem que fontes pontuais não resolvidas ainda podem contribuir e que o aspecto difuso pode vir em parte da resolução limitada. Observações com o Chandra e o NuSTAR estão programadas. Um artigo complementar com o satélite Einstein Probe relata estruturas de raios X compatíveis. Seu conselho a outros astrônomos é simples: apontar para longe do centro brilhante, durante as fases calmas, e procurar os nós.