Astrônomos detectam buraco negro em movimento

Diferentemente da maioria desses objetos, que fica estacionada, o buraco negro supermassivo no centro da galáxia J0437+2456 está se movendo a cerca de 177 mil quilômetros por hora

Galáxia J0437 + 2456: lar de um buraco negro supermassivo e em movimento. Crédito: Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

Os cientistas há muito teorizam que os buracos negros supermassivos podem vagar pelo espaço – mas flagrá-los no ato é algo difícil. Agora, porém, pesquisadores do Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics (CfA, dos EUA) identificaram o caso mais claro até agora de um buraco negro supermassivo em movimento. Seus resultados foram publicados na revista “The Astrophysical Journal”.

“Não esperamos que a maioria dos buracos negros supermassivos se movam; eles geralmente se contentam em ficar parados”, disse Dominic Pesce, astrônomo do CfA que liderou o estudo. “Eles são tão pesados ​​que é difícil colocá-los em movimento. Considere como é muito mais difícil chutar uma bola de boliche do que chutar uma bola de futebol – percebendo que, neste caso, a ‘bola de boliche’ é vários milhões de vezes a massa do nosso Sol. Isso vai exigir um chute bem poderoso.”

Pesce e seus colaboradores têm trabalhado para observar essa rara ocorrência nos últimos cinco anos, comparando as velocidades de galáxias e buracos negros supermassivos.

Análise de velocidades

“Perguntamos: as velocidades dos buracos negros são iguais às velocidades das galáxias em que residem?”, ele explica. “Esperamos que tenham a mesma velocidade. Do contrário, isso significa que o buraco negro foi perturbado.”

Para a busca, a equipe pesquisou inicialmente dez galáxias distantes e os buracos negros supermassivos em seus núcleos. Eles estudaram especificamente buracos negros que continham água em seus discos de acreção – as estruturas espirais que giram para dentro em direção ao buraco negro.

Conforme orbita ao redor do buraco negro, a água produz um feixe de luz de rádio semelhante a um laser, conhecido como maser. Quando estudado com uma rede combinada de antenas de rádio usando uma técnica conhecida como interferometria de linha de base muito longa (VLBI, na sigla em inglês), masers podem ajudar a medir a velocidade de um buraco negro com muita precisão, diz Pesce.

A técnica ajudou a equipe a determinar que nove dos dez buracos negros supermassivos estavam em repouso. O outro se destacou e parecia estar em movimento.

Localizado a 230 milhões de anos-luz de distância da Terra, o buraco negro fica no centro de uma galáxia chamada J0437+2456. Sua massa é cerca de 3 milhões de vezes a do nosso Sol.

Causa ainda desconhecida

Usando observações de acompanhamento com os Observatórios de Arecibo e Gemini, a equipe agora confirmou suas descobertas iniciais. O buraco negro supermassivo está se movendo a uma velocidade de cerca de 177 mil quilômetros por hora dentro da galáxia J0437+2456.

No entanto, não se sabe o que está causando o movimento. A equipe suspeita de duas possibilidades.

“Podemos estar observando as consequências da fusão de dois buracos negros supermassivos”, disse Jim Condon, radioastrônomo do National Radio Astronomy Observatory (EUA) que esteve envolvido no estudo. “O resultado de tal fusão pode fazer com que o buraco negro recém-nascido recue, e podemos estar observando-o no ato de recuar ou enquanto se acomoda novamente.”

Mas há outra possibilidade, talvez ainda mais emocionante: o buraco negro pode ser parte de um sistema binário.

“Apesar de todas as expectativas de que eles realmente deveriam estar lá em abundância, os cientistas tinham dificuldade em identificar exemplos claros de buracos negros supermassivos binários”, diz Pesce. “O que poderíamos estar vendo na galáxia J0437+2456 é um dos buracos negros em tal par, com o outro permanecendo oculto para nossas observações de rádio por causa de sua falta de emissão de radiação.”

Mais observações, no entanto, serão necessárias para determinar a verdadeira causa do movimento incomum desse buraco negro supermassivo.

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