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Astronomia02/12/2021

Descoberto par de buracos negros supermassivos mais próximo da Terra

Visão próxima (à esquerda) e ampliada (à direita) dos dois núcleos galácticos brilhantes, cada um com um buraco negro supermassivo, na galáxia NGC 7727. Os dois buracos negros se encontram em rota de colisão e formam o par destes objetos mais próximo de nós descoberto até hoje. A imagem da esquerda foi obtida com o instrumento Muse montado no VLT, enquanto a da direita foi capturada pelo VLT Survey Telescope, ambos instalados no Observatório do Paranal do ESO. Créditos: ESO/Voggel et al.; ESO/VST ATLAS team. Agradecimento: Universidade de Durham/Casu/WFAU

02/12/21 - 09h07min

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), astrônomos descobriram o par de buracos negros supermassivos mais próximo da Terra encontrado até hoje. Os dois objetos apresentam também uma separação muito menor do que qualquer outro par desses objetos descoberto até agora, o que aponta para sua eventual fusão em um único buraco negro gigante.

Localizado na galáxia NGC 7727, na constelação de Aquário, o par de buracos negros supermassivos está a cerca de 89 milhões de anos-luz de distância da Terra. Apesar de parecer distante, esse par bate por uma grande margem o recorde de proximidade de um sistema desse tipo, que era de 470 milhões de anos-luz. Isso o torna o par de buracos negros conhecido mais próximo de nós.

Os buracos negros supermassivos se escondem no coração de galáxias massivas. Quando duas dessas galáxias se fundem, seus buracos negros acabam em rota de colisão. O par na NGC 7727 detém o recorde de menor separação entre dois buracos negros supermassivos, já que eles são observados separados por apenas 1.600 anos-luz.

Fusão programada

“Esta é a primeira vez que descobrimos dois buracos negros supermassivos tão perto um do outro – na realidade, separados de menos de metade da menor distância anteriormente conhecida para esse tipo de objetos”, disse Karina Voggel, astrônoma no Observatório de Estrasburgo (França) e autora principal do estudo publicado online na revista Astronomy & Astrophysics.

“A pequena separação e a velocidade dos dois buracos negros indica que esses objetos irão se fundir num único buraco negro gigante, provavelmente nos próximos 250 milhões de anos”, acrescentou o coautor Holger Baumgardt, professor na Universidade de Queensland (Austrália). A fusão de buracos negros como esses pode explicar a existência dos mais massivos buracos negros que existem no universo.

Voggel e sua equipe conseguiram determinar as massas dos dois objetos ao observar como é que a atração gravitacional dos buraco negros influencia o movimento das estrelas que os circundam. O buraco negro maior, localizado bem no centro da NGC 7727, tem uma massa de quase 154 milhões de vezes a massa do Sol. Enquanto isso, seu companheiro tem 6,3 milhões de massas solares.

É a primeira vez que as massas são medidas dessa forma para um par de buracos negros supermassivos. Isso só foi possível devido à proximidade desse sistema à Terra e às observações detalhadas que a equipe obteve no Observatório do Paranal, no Chile, com o Multi-Unit Spectroscopic Explorer (Muse), instrumento montado no VLT do ESO. Voggel aprendeu a trabalhar com ele durante seu tempo de estudante no ESO. A medição das massas com o Muse e o uso de dados adicionais obtidos com o telescópio espacial Hubble, da Nasa/ESA, permitiram à equipe confirmar que os objetos na NGC 7727 eram de fato buracos negros supermassivos.

Muitos mais podem existir

Os astrônomos já suspeitavam anteriormente que essa galáxia hospedava dois buracos negros. No entanto, sua presença não tinha ainda sido confirmada, uma vez que não se observam grandes quantidades de radiação de alta energia emitidas na sua vizinhança, o que seria uma indicação segura da sua presença. “Nossa descoberta implica que podem existir muitas mais dessas relíquias de galáxias fundidas que poderão conter muitos buracos negros massivos à espera de serem descobertos”, disse Voggel “Isso poderá aumentar em 30% o número total de buracos negros supermassivos no universo local.”

Espera-se que a busca por pares de buracos negros supermassivos ocultos de forma semelhante dê um grande salto com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO. O novo equipamento deverá começar a operar mais para o final desta década, no deserto chileno do Atacama.

“Esta detecção de um par de buracos negros supermassivos é apenas o começo”, disse o coautor Steffen Mieske, astrônomo do ESO no Chile e chefe das Operações Científicas no Paranal. “Com o instrumento Harmoni, que será montado no ELT, poderemos detectar objetos como esse, mas muito mais longínquos do que é atualmente possível. O ELT do ESO será essencial para a compreensão desses objetos.”

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Astronomy & Astrophysics