Descoberta fusão de três pares de buracos negros supermassivos

Fenômeno astronômico raríssimo é importante para o estudo da evolução das galáxias

Quasar: casos desses objetos astronômicos na forma dual são bem raros. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Uma dança cósmica entre duas galáxias em fusão, cada qual contendo um buraco negro supermassivo que se alimenta rapidamente de tanto material que cria um fenômeno conhecido como quasar, é um achado raro.

Astrônomos descobriram vários pares dessas galáxias em fusão, ou quasares “duais” luminosos. Para tanto, usaram três observatórios no vulcão Maunakea, no Havaí: o Telescópio Subaru, o Observatório W. M. Keck e o Observatório Gemini. Esses quasares duais são muito raros. Uma equipe liderada pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo da Universidade de Tóquio (Japão) estima que apenas 0,3% de todos os quasares conhecidos tenham dois buracos negros supermassivos que estão em rota de colisão um com o outro.

O estudo foi publicado na revista “The Astrophysical Journal”.

LEIA TAMBÉM: Quasares, os devoradores do cosmos

“Apesar de sua raridade, eles representam um estágio importante na evolução das galáxias, em que o gigante central é despertado, ganhando massa e potencialmente impactando o crescimento de sua galáxia hospedeira”, disse Shenli Tang, graduando da Universidade de Tóquio e coautor do estudo.

Dificuldade de detecção

Os quasares estão entre os objetos mais luminosos e energéticos conhecidos no universo. Eles são alimentados por buracos negros supermassivos que têm de milhões a bilhões de vezes mais massa do que o nosso Sol.

Conforme a matéria gira em torno de um buraco negro no centro de uma galáxia, ela é aquecida a altas temperaturas, liberando tanta luz que o quasar pode ofuscar sua galáxia hospedeira. Isso torna difícil detectar um par de galáxias em fusão com atividade de quasar. É complicado separar a luz dos dois quasares porque estão muito próximos um do outro. Além disso, observar uma área grande o suficiente do céu para capturar esses eventos raros em número suficiente é um desafio.

SDSS J0847-0013, um dos três quasares duplos descobertos recentemente. Crédito: Silverman et al.

Para superar esses obstáculos, a equipe aproveitou uma ampla e sensível pesquisa do céu usando a câmera Hyper Suprime-Cam (HSC) do telescópio Subaru.

“Para tornar nosso trabalho mais fácil, começamos analisando os 34.476 quasares conhecidos do Sloan Digital Sky Survey com imagens da HSC para identificar aqueles que têm dois (ou mais) centros distintos”, disse o autor principal, John Silverman, professor do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo. “Honestamente, não começamos procurando por quasares duais. Estávamos examinando imagens desses quasares luminosos para determinar em que tipo de galáxias eles preferiam residir quando começamos a ver casos com duas fontes ópticas em seus centros, onde esperávamos uma.”

Sinais definitivos

A equipe identificou 421 casos promissores. No entanto, ainda havia a chance de muitos deles não serem quasares duais genuínos, mas sim projeções aleatórias, como a luz das estrelas de nossa própria galáxia. A confirmação exigia uma análise detalhada da luz dos candidatos para procurar sinais definitivos de dois quasares distintos.

Usando o espectrômetro de imagem de baixa resolução (LRIS) do Observatório Keck e o espectrômetro de campo integral de infravermelho próximo do Observatório Gemini, Silverman e sua equipe identificaram três quasares duais, dois dos quais eram desconhecidos. Cada objeto do par mostrou a assinatura de gás movendo-se a milhares de quilômetros por segundo sob a influência de um buraco negro supermassivo.

Os quasares duais recém-descobertos demonstram a promessa de imagens de área ampla combinadas com observações espectroscópicas de alta resolução para revelar esses objetos esquivos. Eles são a chave para melhor compreender o crescimento das galáxias e seus buracos negros supermassivos.

Veja também

+ Invasão de vespas assassinas aumenta tensão com 2020 nos EUA
+ Anticoagulante reduz em 70% infecção de células pelo coronavírus
+ Assintomáticos: 5 dúvidas sobre quem pega o vírus e não tem sintomas
+ 12 dicas de como fazer jejum intermitente com segurança