Buraco negro estranhamente massivo é descoberto no coração da galáxia Leão I

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Astrônomos do Observatório McDonald, pertencente à unidade de Austin da Universidade do Texas (UT), descobriram um buraco negro incomumente massivo na galáxia Leão I, uma das galáxias anãs satélites da Via Láctea.

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De acordo com o site Phys, essa descoberta, publicada no periódico científico The Astrophysical Journal, pode redefinir nossa compreensão de como todas as galáxias – os blocos de construção do universo – evoluem. 

Ao contrário da maioria das galáxias anãs que orbitam a Via Láctea, Leão I não apresenta muita matéria escura, e é por essa característica que ela foi escolhida como objeto de estudo dos cientistas de Austin. 

Os pesquisadores analisaram como a densidade da matéria escura de Leão I muda desde as bordas externas até o centro da galáxia anã. Para isso, eles mediram sua atração gravitacional nas estrelas: quanto mais rápido as estrelas se movem, mais matéria é encerrada em suas órbitas. 

Primeiro, a equipe queria saber se a densidade da matéria escura aumenta em direção ao centro da galáxia. Além disso, eles também queriam descobrir se a medição de seu perfil seria compatível com as anteriores feitas usando dados de telescópios mais antigos combinados com modelos de computador.

Liderada pela recente doutoranda da UT Austin, María José Bustamante, a equipe contou com os astrônomos Eva Noyola, Karl Gebhardt e Greg Zeimann, também da UT, bem como colegas do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), da Alemanha.

Para fazer as observações, eles usaram o VIRUS-W, um instrumento específico de um telescópio de 2,7 metros chamado Harlan J. Smith do Observatório McDonald.

Leão I tem buraco negro proporcionalmente tão massivo quanto os da Via Láctea

Quando a equipe alimentou seus dados aprimorados e modelos sofisticados em um supercomputador no Centro de Computação Avançada da UT Austin, eles obtiveram um resultado surpreendente.

“Você tem uma galáxia muito pequena que está caindo na Via Láctea, e seu buraco negro é quase tão massivo quanto os da própria Via Láctea. A proporção de massa é absolutamente enorme”, revelou Gabhardt. “A Via Láctea é dominante; o buraco negro de Leão I é quase comparável. Esse resultado é sem precedentes”.

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Segundo os pesquisadores, a região central e densa da galáxia Leão I era praticamente inexplorada em estudos anteriores, que se concentraram nas velocidades de estrelas individuais. O estudo atual mostrou que para aquelas poucas velocidades que foram tomadas no passado, havia uma tendência para velocidades baixas. Isso, por sua vez, diminuiu a quantidade deduzida de matéria encerrada em suas órbitas.

Como os novos dados estão concentrados na região central, eles não são afetados por esse viés. Dessa forma, de acordo com os cientistas, a quantidade alcançada de matéria encerrada nas órbitas das estrelas disparou.

Novas linhas de pesquisa podem surgir desses resultados

“Essa descoberta pode abalar a compreensão da astronomia sobre a evolução galáctica, já que não há explicação para este tipo de buraco negro em galáxias esferoidais anãs”, disse Bustamante.

Segundo Gebhardt, o resultado é ainda mais importante porque os astrônomos têm usado por 20 anos “galáxias esferoidais anãs”, como Leão I, para entender como a matéria escura é distribuída dentro delas. 

Este novo tipo de fusão de buracos negros também dá aos observatórios de ondas gravitacionais um novo sinal a ser pesquisado. “Se a massa do buraco negro de Leão I for alta, isso pode explicar como os buracos negros crescem em galáxias massivas”, disse Gebhardt. “Isso porque, com o tempo, conforme pequenas galáxias como Leão I caem em galáxias maiores, o buraco negro da galáxia menor se funde com o da galáxia maior, aumentando sua massa”.

Construído por uma equipe da MPE na Alemanha, o VIRUS-W é, atualmente, o único instrumento no mundo que pode fazer esse tipo de estudo de perfil de matéria escura. No entanto, o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) – cofundado pela UT Austin -, em construção no Chile, foi, em parte, projetado também para isso. 

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