Uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Universidade de Cardiff diz que está mais perto de entender como nasce um buraco negro supermassivo (SMBH), graças a uma nova técnica que lhes permitiu ampliar um desses objetos cósmicos enigmáticos com detalhes sem precedentes.
Os cientistas não sabem ao certo se os SMBHs foram formadas em condições extremas logo após o big bang, em um processo chamado de ‘colapso direto’, ou cresceram muito mais tarde a partir de buracos negros ‘semente’ resultantes da morte de estrelas massivas.
Se o método anterior fosse verdadeiro, os SMBHs nasceriam com massas extremamente grandes – centenas de milhares a milhões de vezes mais massivas que o nosso Sol – e teriam um tamanho mínimo fixo.
Se o último fosse verdade, os SMBHs começariam relativamente pequenas, cerca de 100 vezes a massa do nosso Sol, e começariam a crescer com o tempo, alimentando-se das estrelas e nuvens de gás que vivem ao seu redor.
Os astrônomos há muito se esforçam para encontrar os SMBHs de menor massa, que são os elos ausentes necessários para decifrar esse problema.
Em um estudo publicado hoje, a equipe liderada por Cardiff expandiu os limites, revelando um dos SMBHs de menor massa já observadas no centro de uma galáxia próxima, pesando menos de um milhão de vezes a massa de nosso sol.
O SMBH vive em uma galáxia conhecida como “Fantasma de Mirach”, devido à sua proximidade com uma estrela muito brilhante chamada Mirach, dando-lhe uma sombra fantasmagórica.
As descobertas foram feitas usando uma nova técnica com o Atacama Large Millimeter / submilimeter Array (ALMA), um telescópio de última geração situado no alto do planalto de Chajnantor, nos Andes chilenos, usado para estudar a luz de algumas das regiões mais frias. objetos no universo.
“O SMBH no Mirach’s Ghost parece ter uma massa dentro do intervalo previsto pelos modelos de ‘colapso direto'”, disse o Dr. Tim Davis, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Cardiff.
“Sabemos que ele está atualmente ativo e engolindo gás, portanto, alguns dos modelos mais extremos de ‘colapso direto’ que produzem SMBHs muito grandes não podem ser verdadeiros.
“Isso, por si só, não é suficiente para distinguir definitivamente a diferença entre a imagem ‘semente’ e o ‘colapso direto’ – precisamos entender as estatísticas para isso – mas este é um grande passo na direção certa”.
Buracos negros são objetos que entraram em colapso sob o peso da gravidade, deixando para trás regiões pequenas, mas incrivelmente densas, do espaço das quais nada pode escapar, nem mesmo a luz.
Um SMBH é o maior tipo de buraco negro que pode ter centenas de milhares, se não bilhões, de vezes a massa do Sol.
Acredita-se que quase todas as grandes galáxias, como a nossa Via Láctea, contenham um SMBH localizado no centro.
“Os SMBHs também foram encontradas em galáxias muito distantes, pois apareceram poucas centenas de milhões de anos após o big bang”, disse Marc Sarzi, membro da equipe de Davis do Observatório e Planetário Armagh.
“Isso sugere que pelo menos alguns SMBHs poderiam ter crescido muito em muito pouco tempo, o que é difícil de explicar de acordo com modelos para a formação e evolução de galáxias”.
“Todos os buracos negros crescem à medida que engolem nuvens de gás e perturbam estrelas que se aventuram muito perto deles, mas alguns têm vidas mais ativas que outros”.
“Procurar as menores SMBHs nas galáxias próximas pode, portanto, nos ajudar a revelar como os SMBHs começam”, continuou o Dr. Sarzi.
Em seu estudo, a equipe internacional usou novas técnicas para ampliar ainda mais o coração de uma pequena galáxia próxima, chamada NGC404, como nunca antes, permitindo observar as nuvens de gás que rodeavam o SMBH no centro.
O telescópio ALMA permitiu que a equipe resolvesse as nuvens de gás no coração da galáxia, revelando detalhes com apenas 1,5 ano-luz de diâmetro, tornando este um dos mapas de gás de mais alta resolução já feitos em outra galáxia.
Ser capaz de observar essa galáxia com tão alta resolução permitiu à equipe superar uma década de resultados conflitantes e revelar a verdadeira natureza do SMBH no centro da galáxia.
“Nosso estudo demonstra que, com essa nova técnica, podemos realmente começar a explorar as propriedades e as origens desses objetos misteriosos”, continuou o Dr. Davis.
“Se existe uma massa mínima para um buraco negro supermassivo, ainda não a encontramos”.
Publicado em 16/07/2020 06h06
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