Caros Leitores;
O mistério em torno do paradeiro de um buraco negro supermassivo se aprofundou.
Apesar de pesquisar com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble, os astrônomos não têm evidências de que um buraco negro distante com peso estimado entre 3 bilhões e 100 bilhões de vezes a massa do Sol possa ser encontrado.
Apesar de pesquisar com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble, os astrônomos não têm evidências de que um buraco negro distante com peso estimado entre 3 bilhões e 100 bilhões de vezes a massa do Sol possa ser encontrado.
Este buraco negro ausente deveria estar na enorme galáxia no centro do aglomerado de galáxias Abell 2261, que está localizado a cerca de 2,7 bilhões de anos-luz da Terra. Esta imagem composta de Abell 2261 contém dados ópticos do Hubble e do Telescópio Subaru mostrando galáxias no aglomerado e no fundo, e dados de raios-X Chandra mostrando gás quente (rosa colorido) permeando o aglomerado. O meio da imagem mostra a grande galáxia elíptica no centro do aglomerado.
Quase todas as grandes galáxias do Universo contêm um buraco negro supermassivo em seu centro, com uma massa que é milhões ou bilhões de vezes a do Sol. Como a massa de um buraco negro central geralmente acompanha a massa da própria galáxia, os astrônomos esperam que a galáxia no centro de Abell 2261 contenha um buraco negro supermassivo que rivaliza com o peso de alguns dos maiores buracos negros conhecidos no Universo.
Usando dados do Chandra obtidos em 1999 e 2004, os astrônomos já haviam pesquisado o centro da grande galáxia central de Abell 2261 em busca de sinais de um buraco negro supermassivo. Eles procuraram por material que foi superaquecido ao cair em direção ao buraco negro e produzir raios-X, mas não detectaram tal fonte.
Agora, com novas observações mais longas do Chandra obtidas em 2018, uma equipe liderada por Kayhan Gultekin, da Universidade de Michigan em Ann Arbor, conduziu uma pesquisa mais profunda pelo buraco negro no centro da galáxia. Eles também consideraram uma explicação alternativa, em que o buraco negro foi ejetado do centro da galáxia hospedeira. Este evento violento pode ter resultado da fusão de duas galáxias para formar a galáxia observada, acompanhada pela fusão do buraco negro central em cada galáxia para formar um enorme buraco negro.
Quando os buracos negros se fundem, eles produzem ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais . Se a enorme quantidade de ondas gravitacionais geradas por tal evento fosse mais forte em uma direção do que em outra, a teoria prevê que o novo buraco negro, ainda mais massivo, teria sido enviado para longe do centro da galáxia na direção oposta. Isso é chamado de buraco negro recuando.
Os astrônomos não encontraram evidências definitivas de buracos negros recuando e não se sabe se buracos negros supermassivos chegam perto o suficiente uns dos outros para produzir ondas gravitacionais e se fundir; até agora, os astrônomos apenas verificaram as fusões de buracos negros muito menores . A detecção de buracos negros supermassivos recuando encorajaria os cientistas a usar e desenvolver observatórios para procurar ondas gravitacionais de buracos negros supermassivos que se fundem.
A galáxia no centro de Abell 2261 é um excelente aglomerado para procurar um buraco negro recuando porque há dois sinais indiretos de que uma fusão entre dois buracos negros massivos pode ter ocorrido. Em primeiro lugar, os dados das observações ópticas do Hubble e Subaru revelam um núcleo galáctico - a região central onde o número de estrelas na galáxia em um determinado trecho da galáxia é igual ou próximo do valor máximo - que é muito maior do que o esperado para um galáxia de seu tamanho. O segundo sinal é que a concentração mais densa de estrelas na galáxia está a mais de 2.000 anos-luz de distância do centro da galáxia, que é surpreendentemente distante.
Essas características foram identificadas pela primeira vez por Marc Postman do Space Telescope Science Institute (STScI) e colaboradores em suas imagens anteriores do Hubble e Subaru, e os levaram a sugerir a ideia de um buraco negro fundido em Abell 2261. Durante uma fusão, o buraco negro supermassivo em cada galáxia afunda em direção ao centro da galáxia recém-coalescida. Se eles ficarem ligados um ao outro pela gravidade e sua órbita começar a encolher, espera-se que os buracos negros interajam com as estrelas circundantes e as ejete do centro da galáxia. Isso explicaria o grande núcleo do Abell 2261. A concentração descentralizada de estrelas também pode ter sido causada por um evento violento, como a fusão de dois buracos negros supermassivos e o subsequente recuo de um único buraco negro maior resultante.
Embora haja indícios de que ocorreu uma fusão do buraco negro, nem os dados do Chandra nem do Hubble mostraram evidências do próprio buraco negro. Gultekin e a maioria de seus co-autores, liderados por Sarah Burke-Spolaor da West Virginia University, já haviam usado o Hubble para procurar um aglomerado de estrelas que poderia ter sido carregado por um buraco negro recuando. Eles estudaram três aglomerados próximos ao centro da galáxia e examinaram se os movimentos das estrelas nesses aglomerados são altos o suficiente para sugerir que contêm um buraco negro de massa solar de dez bilhões. Nenhuma evidência clara de um buraco negro foi encontrada em dois dos aglomerados e as estrelas no outro eram muito fracas para produzir conclusões úteis.
Eles também estudaram previamente as observações de Abell 2261 com o Karl G. Jansky Very Large Array da NSF. A emissão de rádio detectada perto do centro da galáxia mostrou evidências de que a atividade de buracos negros supermassivos ocorreu há 50 milhões de anos atrás, mas não indica que o centro da galáxia atualmente contém tal buraco negro.
Eles então se voltaram para o Chandra em busca de material que havia sido superaquecido e produzia raios-X ao cair em direção ao buraco negro. Embora os dados do Chandra tenham revelado que o gás quente mais denso não estava no centro da galáxia, eles não revelaram nenhuma possível assinatura de raios-X de um buraco negro supermassivo em crescimento - nenhuma fonte de raios-X foi encontrada no centro do aglomerado , ou em qualquer um dos aglomerados de estrelas, ou no local da emissão de rádio.
Os autores concluíram que ou não há buraco negro em nenhum desses locais ou que ele está puxando o material muito lentamente para produzir um sinal de raio-X detectável.
O mistério da localização deste gigantesco buraco negro, portanto, continua. Embora a busca não tenha sido bem sucedida, ainda há esperança para os astrônomos que procuram este buraco negro supermassivo no futuro. Uma vez lançado, o Telescópio Espacial James Webb pode revelar a presença de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia ou um dos aglomerados de estrelas. Se Webb não consegue encontrar o buraco negro, então a melhor explicação é que o buraco negro recuou bem para fora do centro da galáxia.
Um artigo que descreve esses resultados foi aceito para publicação em um periódico da American Astronomical Society e também está disponível online em https://arxiv.org/abs/2010.13980 . Os co-autores de Gultekin são Sarah Burke-Spolaor; Tod R. Lauer (Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia de Infravermelho Óptico, Tucson, Arizona); T. Joseph W. Lazio e Leonidas A. Moustakas (Laboratório de Propulsão a Jato, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Pasadena, Califórnia); e Patrick Ogle e Marc Postman (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland).
O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência de Cambridge Massachusetts e as operações de vôo de Burlington, Massachusetts.
Crédito da imagem: Raio X: NASA / CXC / Univ de Michigan / K. Gültekin; Óptico: NASA / STScI e NAOJ / Subaru; Infravermelho: NSF / NOAO / KPNO
Fonte:
NASA / Editor: Lee Mohon / ESA
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/on-the-hunt-for-a-missing-giant-black-hole.html
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de
Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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