8.1 Evidências Observacionais de Buracos Negros Supermassivos Nos AGNs 

Evidências da presença de discos de gás em rotação nos núcleos ativos têm sido encontradas em diferentes bandas espectrais e a diferentes distâncias ao buraco negro. Podemos citar, em ordem crescente de distância:

1. Em raios-X (observações por satélite) tem sido observada a linha de emissão Ka do Fe em 6.4eV, com duplo pico, indicando velocidades de rotação da ordem de 100 000 km/s, que se originaria na parte interna do disco de acresção, entre 6 e 20 R_Sch;
2. Na faixa ótica do espectro, observam-se linhas de recombinação do Hidrogênio também com duplo pico, correspondendo a velocidades de rotação de 10 000 km/s, que seriam formadas entre 10² e 10⁴ R_Sch;
3. Na galáxia ativa NGC 4258, resolveu-se com interferometria rádio (VLBA) nuvens individuais emissoras de megamasers de H₂O, a distâncias entre 0.13 e 0.26 parsecs (10⁴ - 10⁶ R_Sch), movendo-se a velocidades da ordem de 1000 km/s. Esta observação constitui-se numa evidência mais forte da presença de um buraco negro central porque não é somente cinemática, como as acima (onde somente se observa o perfil de velocidades mas não se resolve espacialmente a região emissora), permitindo separar espacialmente as diferentes nuvens em rotação. Entretanto, somente em outros 3 casos foram encontrados resultados semelhantes ao desta galáxia;
4. Discos de gás observados no ótico pelo telescópio espacial Hubble, que têm dimensões típicas de 100 pc; nos casos em que foi possível medir a cinemática destes discos, a mesma é consistente com movimento Kepleriano em torno de uma grande concentração central de massa. Um exemplo é o famoso caso de M87, ilustrado abaixo.

M87 é uma galáxia elíptica gigante no centro do aglomerado de Virgo. Ela é uma rádio-galáxia que possui um jato de gás ionizado (plasma) partindo do núcleo com velocidades relativísticas e que emite radiação sincrotrônica (radiação gerada por elétrons relativísiticos espiralando em torno de linhas de campo magnético).

Uma imagem obtida com o telescópio espacial Hubble através de um filtro centrado na linha de emissão Ha mostra uma espiral de gás em torno do núcleo. Esta imagem é apresentada na figura abaixo, onde aparece também o jato de radiação sincrotrônica. Posteriormente, os astrônomos do Instituto de Telescópio Espacial obtiveram espectros deste disco de gás e mediram velocidades de 550 km/s dentro de um raio de 18 parsecs do centro. Utilizando a Eq. 7 acima, podemos obter a massa M do BN central para r = 18 pc e v = 550 km/s, que resulta M = 1.3 X 10⁹ M. Uma ilustração da observação espectroscópica é apresentada abaixo da imagem em Ha.

Outras evidências do cenário proposto acima para os AGNs incluem os cones de ionização, que são regiões de gás ionizado de alta excitaçao com forma aproximadamente cônica que seriam originadas pela ionização de massas de gás por radiação da fonte central colimada pelo toro de poeira que circunda o disco de acresção.

Esta imagem da galáxia Seyfert NGC 5728 ilustra um cone de ionização. E as figuras abaixo ilustram toros de poeira em torno de AGNs em imagens obtidas com o Telescópio Espacial Hubble.