Ciência e Espaço

Buraco negro 200 mil vezes mais massivo que o Sol é descoberto em galáxia anã

Por Flavia Correia, editado por Rafael Rigues
11/01/22 13h34, atualizada em 12/01/22 12h52

Imagem: van van - Shutterstock

Por meio do Observatório de Raios-X Chandra, da Nasa, pesquisadores identificaram um buraco negro que contém cerca de 200 mil vezes a massa do Sol em meio a gases e poeira na galáxia Mrk 462.

Segundo comunicado da equipe do Chandra, a descoberta de um buraco negro supermassivo em uma galáxia relativamente pequena pode ajudar os astrônomos a desvendar o mistério sobre como eles evoluem.

Mrk 462 é uma galáxia anã que contém um buraco negro com massa 200 mil vezes superior à do Sol.
Crédito: Raio-X: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker & R. Hickox; Óptica/IR: Pan-STARRS

Contendo várias centenas de milhões de estrelas, Mrk 462 é considerada uma galáxia anã. Nossa Via Láctea, em contrapartida, por exemplo, abriga centenas de bilhões de estrelas.

De acordo com os pesquisadores, esta é uma das primeiras vezes que um buraco negro “fortemente obscurecido”, foi encontrado em uma galáxia anã. E, embora tenha muito mais massa do que o Sol, ele é considerado pequeno. “Este buraco negro na Mrk 462 está entre os menores supermassivos”, disse Jack Parker, da Faculdade Dartmouth, em New Hampshire, nos EUA, que liderou o estudo com o colega Ryan Hickox, da mesma instituição. “Buracos negros como este são notoriamente difíceis de encontrar”.

No caso de galáxias maiores, os astrônomos frequentemente encontram esses fenômenos espaciais procurando os movimentos rápidos das estrelas nos centros galácticos. No entanto, as galáxias anãs são muito pequenas e fracas para a maioria dos instrumentos atuais detectá-los dessa maneira.

Observatório de Raios-X Chandra, da Nasa, lançado em 1999, foi usado pelos pesquisadores para observar oito galáxias anãs. Crédito: NASA / MSFC

Equipe analisou oito galáxias anãs em busca de buracos negros supermassivos

Uma outra técnica que existe é procurar as “assinaturas” de buracos negros em crescimento — ou sinais de que eles estão ali —, como o gás sendo aquecido até milhões de graus e brilhando em raios-X à medida que cai em direção a uma dessas regiões de campo gravitacional tão intenso.

Segundo Parker, sua equipe observou oito galáxias anãs que já haviam mostrado indícios de crescimento de buracos negros a partir de dados ópticos coletados pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Dessas oito, apenas Mrk 462 mostrou a assinatura de raio-X de um buraco negro crescente.

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A intensidade extraordinariamente grande de raios-X de alta energia em comparação com raios-X de baixa energia, juntamente com comparações com dados de outros comprimentos de onda, indica que o buraco negro Mrk 462 é fortemente obscurecido pelo gás.

“Como os obscurecidos são ainda mais difíceis de detectar do que os expostos, encontrar este exemplo pode significar que há muito mais galáxias anãs lá fora com buracos negros semelhantes”, disse Hickox. “Isso é importante porque poderia ajudar a abordar uma grande questão na astrofísica: como eles ficaram tão imensos tão cedo no universo?”.

Pesquisas anteriores mostraram que essas estruturas cósmicas podem ter atingido um bilhão de massas solares quando o universo tinha menos de um bilhão de anos, uma pequena fração de sua idade atual. Uma ideia é que esses objetos enormes foram criados quando estrelas massivas entraram em colapso, formando buracos negros que pesavam apenas cerca de 100 vezes a massa do Sol. O trabalho teórico, no entanto, luta para explicar como eles poderiam acumular mais peso rapidamente o suficiente para alcançar os tamanhos vistos no universo primitivo.

Uma explicação alternativa é que o universo primitivo foi semeado já com buracos negros contendo dezenas de milhares de massas solares quando foram criados — talvez a partir do colapso de gigantescas nuvens de gás e poeira.

Uma grande fração de galáxias anãs com buracos negros supermassivos favorece a ideia de que pequenas sementes desses objetos da primeira geração de estrelas cresceram surpreendentemente rápido para formar o bilhão de objetos de massa solar no universo primitivo. Já outra fração menor favoreceria a ideia de que os buracos negros começaram a vida pesando dezenas de milhares de Sóis.

Essas expectativas se aplicam porque as condições necessárias para o colapso direto de uma nuvem gigante com um buraco negro de tamanho médio devem ser raras, por isso não se espera que uma grande fração de galáxias anãs contenha objetos como esse com tamanha massa. Buracos negros de massa estelar, por outro lado, são esperados em todas as galáxias.

“Não podemos tirar conclusões fortes de um exemplo, mas esse resultado deve encorajar buscas muito mais extensas por buracos negros enterrados em galáxias anãs”, disse Parker. “Estamos animados com o que podemos aprender”.

Esses resultados foram apresentados na 239ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Salt Lake City e fizeram parte de uma coletiva de imprensa virtual realizada na segunda-feira (10).

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