Um artigo publicado este mês no periódico científico The Astrophysical Journal descreve a descoberta de um sistema binário de buracos negros habitando o coração de uma galáxia situada a quatro bilhões de anos-luz da Terra.
Segundo o estudo, o par de monstros cósmicos foi observado se iluminando dramaticamente. Esse fenômeno ocorreu quando um dos buracos negros atravessou o disco de acreção do outro, criando temporariamente um quasar duplo.
Quasares são os núcleos extremamente ativos de galáxias distantes, formados por buracos negros supermassivos que consomem grandes quantidades de matéria. Parte dessa matéria é expelida em jatos de partículas carregadas que se movem quase à velocidade da luz. Quando esses jatos são observados de frente, o quasar é chamado de blazar.
Brilho periódico da galáxia chamou a atenção dos astrônomos
A galáxia OJ 287 é um exemplo de blazar. Ela é brilhante o suficiente para ser vista por telescópios amadores, com observações registradas desde o final do século XIX. Essas observações indicam que, a cada 12 anos, essa galáxia se ilumina significativamente.
Em 2014, Pauli Pihajoki, doutorando da Universidade de Turku, na Finlândia, sugeriu que esse brilho periódico era causado por um segundo buraco negro menos massivo orbitando e interagindo com o buraco negro principal. O pesquisador propôs que a órbita do segundo buraco negro era alongada, aproximando-se do buraco negro primário a cada 12 anos.
Além disso, Pihajoki previu que essa interação resultaria no buraco negro menor roubando matéria do disco de acreção do buraco negro principal, produzindo seu próprio jato quasar por um curto período de tempo.
Par de buracos negros foi detectado por caça-exoplanetas da NASA
Para testar essa hipótese, o TESS (sigla em inglês para Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito), da NASA, foi redirecionado para observar OJ 287. Além dele, os telescópios de raios gama Swift e Fermi, também da agência espacial norte-americana, e vários observatórios terrestres, realizaram observações cruciais.
Em 12 de novembro de 2021, o TESS detectou um aumento de brilho na galáxia OJ 287, que durou cerca de 12 horas, liberando tanta energia quanto 100 galáxias médias. Essa explosão foi atribuída ao jato do segundo buraco negro, com observações adicionais de outros telescópios, especialmente o Fermi, confirmando uma significativa explosão de raios gama.
De acordo com um comunicado, as observações permitiram confirmar as massas dos buracos negros: o buraco negro primário tem 18,35 bilhões de massas solares, enquanto o secundário é 150 milhões de vezes mais massivo que o Sol. Comparativamente, o buraco negro no centro da Via Láctea, Sagitário A*, tem 4,1 milhões de massas solares.
Leia mais:
- Por que os buracos negros do início do Universo são tão grandes?
- James Webb detecta colisão de buracos negros mais antiga já vista
- Universo seria um imenso buraco negro dentro de outro Universo
A breve duração da explosão explica por que fenômenos similares não foram descobertos anteriormente. Saber quando e onde observar é fundamental – e pode haver muitos outros sistemas binários de buracos negros passando por explosões semelhantes que ainda não conhecemos.
“O buraco negro menor pode em breve revelar sua existência de outras maneiras, emitindo ondas gravitacionais em nano-Hertz”, disse Achamveedu Gopakumar, do Instituto Tata de Pesquisa Fundamental, na Índia. “As ondas gravitacionais do OJ 287 devem ser detectáveis nos próximos anos pelas matrizes de temporização de pulsar”.
As matrizes de temporização de pulsar monitoram pulsares no espaço profundo, estrelas de nêutrons giratórias que emitem jatos de rádio. A passagem de ondas gravitacionais distorce o espaço entre nós e o pulsar, alterando nossa percepção do tempo dos pulsos.
Buracos negros binários são importantes para o crescimento de buracos negros supermassivos. Resultados recentes apresentados na 244ª reunião da Sociedade Astronômica Americana mostraram que fusões entre buracos negros supermassivos são um fator secundário importante no seu crescimento, liberando ondas gravitacionais quando se fundem.
Tags: