Muitas vezes retratados como monstros destrutivos que mantêm a luz em cativeiro, os buracos negros assumem um papel menos vil nas últimas pesquisas do Telescópio Espacial Hubble da NASA.
Um buraco negro no coração da galáxia anã Henize 2-10 está criando estrelas em vez de devorá-las. O buraco negro aparentemente está contribuindo para a tempestade de novas formações estelares ocorrendo na galáxia. A galáxia anã fica a 30 milhões de anos-luz de distância, na constelação do sul de Pyxis.
Há uma década, esta pequena galáxia desencadeou um debate entre os astrônomos sobre se as galáxias anãs abrigavam buracos negros proporcionais aos gigantes supermassivos encontrados nos corações de galáxias maiores. Esta nova descoberta tem o pequeno Henize 2-10, contendo apenas um décimo do número de estrelas encontradas em nossa Via Láctea, pronta para desempenhar um papel importante na solução do mistério de onde os buracos negros supermassivos vieram em primeiro lugar.
“Dez anos atrás, como estudante de pós-graduação pensando que passaria minha carreira na formação de estrelas, analisei os dados de Henize 2-10 e tudo mudou”, disse Amy Reines, que publicou a primeira evidência de um buraco negro na galáxia. em 2011 e é o investigador principal das novas observações do Hubble, publicadas na edição de 19 de janeiro da Nature.
“Desde o início eu sabia que algo incomum e especial estava acontecendo em Henize 2-10, e agora o Hubble forneceu uma imagem muito clara da conexão entre o buraco negro e uma região vizinha de formação de estrelas localizada a 230 anos-luz do buraco negro”. Disse Rainhas.
Essa conexão é uma saída de gás que se estende pelo espaço como um cordão umbilical para um berçário estelar brilhante. A região já abrigava um denso casulo de gás quando o escoamento de baixa velocidade chegou. A espectroscopia do Hubble mostra que o fluxo estava se movendo a cerca de 1 milhão de milhas por hora, batendo no gás denso como uma mangueira de jardim atingindo uma pilha de sujeira e se espalhando. Aglomerados de estrelas recém-nascidos pontilham o caminho da propagação do fluxo, suas idades também calculadas pelo Hubble.
Este é o efeito oposto do que é visto em galáxias maiores, onde o material que cai em direção ao buraco negro é levado pelos campos magnéticos circundantes, formando jatos ardentes de plasma que se movem perto da velocidade da luz. Nuvens de gás capturadas no caminho dos jatos seriam aquecidas muito além de sua capacidade de resfriar e formar estrelas. Mas com o buraco negro menos massivo em Henize 2-10 e sua saída mais suave, o gás foi comprimido o suficiente para precipitar a formação de novas estrelas.
“A apenas 30 milhões de anos-luz de distância, Henize 2-10 está perto o suficiente para que o Hubble fosse capaz de capturar imagens e evidências espectroscópicas de um fluxo de buraco negro com muita clareza. A surpresa adicional foi que, em vez de suprimir a formação de estrelas, o fluxo de saída estava provocando o nascimento de novas estrelas”, disse Zachary Schutte, estudante de pós-graduação de Reines e principal autor do novo estudo.
Desde sua primeira descoberta de emissões distintas de rádio e raios-X em Henize 2-10, Reines pensou que provavelmente vieram de um buraco negro massivo, mas não tão supermassivo quanto os vistos em galáxias maiores. Outros astrônomos, no entanto, pensaram que a radiação estava mais provavelmente sendo emitida por um remanescente de supernova, o que seria uma ocorrência familiar em uma galáxia que está bombeando rapidamente estrelas massivas que explodem rapidamente.
“A incrível resolução do Hubble mostra claramente um padrão semelhante a um saca-rolhas nas velocidades do gás, que podemos ajustar ao modelo de uma saída de precessão ou oscilação de um buraco negro. Um remanescente de supernova não teria esse padrão e, portanto, é efetivamente nossa prova de que este é um buraco negro”, disse Reines.
Reines espera que ainda mais pesquisas sejam direcionadas aos buracos negros de galáxias anãs no futuro, com o objetivo de usá-los como pistas para o mistério de como os buracos negros supermassivos surgiram no início do universo. É um quebra-cabeça persistente para os astrônomos. A relação entre a massa da galáxia e seu buraco negro pode fornecer pistas. O buraco negro em Henize 2-10 tem cerca de 1 milhão de massas solares. Em galáxias maiores, os buracos negros podem ter mais de 1 bilhão de vezes a massa do nosso Sol. Quanto mais massiva for a galáxia hospedeira, mais massivo será o buraco negro central.
As teorias atuais sobre a origem dos buracos negros supermassivos se dividem em três categorias: 1) eles se formaram como buracos negros de massa estelar menores, a partir da implosão de estrelas, e de alguma forma reuniram material suficiente para crescer supermassivos, 2) condições especiais no início universo permitiu a formação de estrelas supermassivas, que colapsaram para formar “sementes” de buracos negros massivos logo de cara, ou 3) as sementes de futuros buracos negros supermassivos nasceram em aglomerados estelares densos, onde a massa total do aglomerado teria sido suficiente de alguma forma criá-los do colapso gravitacional.
Até agora, nenhuma dessas teorias de semeadura de buracos negros assumiu a liderança. Galáxias anãs como Henize 2-10 oferecem pistas potenciais promissoras, porque permaneceram pequenas ao longo do tempo cósmico, em vez de sofrer o crescimento e fusões de grandes galáxias como a Via Láctea. Os astrônomos pensam que os buracos negros de galáxias anãs poderiam servir como um análogo para os buracos negros no início do universo, quando eles estavam apenas começando a se formar e crescer.
“A era dos primeiros buracos negros não é algo que pudemos ver, então realmente se tornou a grande questão: de onde eles vieram? perdido no tempo e no espaço”, disse Reines.
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Association of Universities for Research in Astronomy em Washington, D.C.
Publicado em 22/01/2022 18h09
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