Uma equipe internacional de astrônomos usando o telescópio espacial Hubble descobriu um buraco negro supermassivo que foi impulsionado para fora do centro da galáxia distante 3C186.
© STScI/ESA/M. Chiaberge (galáxia com um buraco negro supermassivo ejetado)
O buraco negro provavelmente foi ejetado pelo poder das ondas gravitacionais. Esta é a primeira vez que os astrônomos encontraram um buraco negro supermassivo a uma distância tão grande de seu centro galáctico de acolhimento.
Embora vários outros buracos negros suspeitos tenham sido vistos em outros lugares, até agora nenhum deles foi confirmado. Agora os astrônomos detectaram um buraco negro supermassivo, com uma massa de um bilhão de vezes a do Sol, sendo expulso de sua galáxia progenitora."Estimamos que a energia equivalente de 100 milhões de supernovas explodiu simultaneamente para descartar o buraco negro", descreve Stefano Bianchi, da Roma Tre University, na Itália.
As imagens tiradas pelo Hubble forneceram a primeira pista que a galáxia, nomeada 3C186, era incomun. As imagens da galáxia, localizadas a 8 bilhões de anos-luz de distância, revelaram um quasar brilhante, a assinatura energética de um buraco negro ativo, localizado longe do núcleo galáctico. "Buracos negros residem nos centros de galáxias, por isso é incomum ver um quasar não no centro", lembra o líder da equipe Marco Chiaberge, pesquisador da ESA-AURA no Space Telescope Science Institute, EUA.
A equipe calculou que o buraco negro já viajou cerca de 35.000 anos-luz do centro, que é mais do que a distância entre o Sol e o centro da Via Láctea. E continua seu voo a uma velocidade de 7,5 milhões de quilômetros por hora. A esta velocidade o buraco negro poderia viajar da Terra para a Lua em três minutos. Como o buraco negro não pode ser observado diretamente, a massa e a velocidade dos buracos negros supermassivos foram determinadas através da análise espectroscópica de seu gás circundante.
Embora outros cenários para explicar as observações não possam ser excluídos, a fonte mais plausível da energia propulsiva é que este buraco negro supermassivo foi lançado por ondas gravitacionais desencadeada pela fusão de dois buracos negros massivos no centro de sua galáxia hospedeira. Esta teoria é suportada por forças de maré em forma de arco identificadas pelos cientistas, produzidas por um rebocador gravitacional entre as duas galáxias em colisão.
Primeiramente predito por Albert Einstein, as ondas gravitacionais são ondulações no espaço que são criadas pela aceleração de objetos massivos. As ondulações são semelhantes aos círculos concêntricos produzidos quando uma pedra é jogada em uma lagoa. Em 2016, o Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) ajudou os astrônomos a provar que as ondas gravitacionais existem detectando-as emanando da união de dois buracos negros de massa estelar, que são várias vezes maismassivos do que o Sol.
De acordo com a teoria apresentada pelos cientistas, 1 a 2 bilhões de anos atrás, duas galáxias, cada uma com enormes buracos negros centrais, se fundiram. Os buracos negros giraram ao redor um do outro no centro da galáxia elíptica recém-formada, criando ondas gravitacionais que foram lançadas para fora. Como os dois buracos negros não tinham a mesma massa e taxa de rotação, eles emitiram ondas gravitacionais mais fortemente ao longo de uma direção. Quando os dois buracos negros finalmente se fundiram, a emissão anisotrópica de ondas gravitacionais propiciou o disparo do buraco negro resultante para fora do centro galáctico. Os buracos negros se aproximam ao longo do tempo à medida que irradiam energia gravitacional.
"Se a nossa teoria está correta, as observações fornecem fortes evidências de que os buracos negros supermassivos podem realmente se fundir", explica Bianchi sobre a importância da descoberta. "Já há evidências de colisões entre buracos negros de massa estelar, mas o processo que regula buracos negros supermassivos é mais complexo e ainda não completamente entendido".
Os pesquisadores têm a sorte de ter captado este evento único porque nem todas as fusões de buracos negros produzem ondas gravitacionais desequilibradas que impulsionam um buraco negro para fora da galáxia. A equipe agora quer empregar o Hubble, em combinação com a Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e outras instalações, para medir com mais precisão a velocidade do buraco negro e seu disco de gás circundante, o que pode trazer mais informações da natureza deste objeto raro.
Os resultados do estudo foram apresentados no artigo The puzzling case of the radio-loud QSO 3C 186: a gravitational wave recoiling black hole in a young radio source? da revista Astronomy & Astrophysics.
Fonte: ESA
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