Os primeiros levantamentos de buracos negros massivos em galáxias anãs revelam surpresas
CAMBRIDGE, Massachusetts – Grandes galáxias como a Via Láctea têm buracos negros correspondentemente grandes. Mas pequenas galáxias também podem ter enormes buracos negros. Uma nova pesquisa levantou dúzias de candidatos maciços a buracos negros em pequenas galáxias anãs.
Surpreendentemente, alguns desses potenciais buracos negros não estão no centro da galáxia, mas parecem vagar pelos arredores, disse a astrônoma Amy Reines em 20 de maio na Black Hole Initiative Conference 2019 na Universidade de Harvard. Estudar esses monstros pode ajudar os astrônomos a descobrir o mistério de como buracos negros supermassivos se formam em galáxias maiores.
“Ao contrário da sabedoria convencional, as galáxias anãs podem, e pelo menos algumas, possuem buracos negros supermassivos”, disse Reines, da Universidade Estadual de Montana em Bozeman. Esses buracos negros poderiam “conter pistas para a formação das primeiras sementes do buraco negro no início do universo”.
Quase todas as grandes galáxias já observadas têm um buraco negro supermassivo no centro. Esses gigantes, incluindo a Via Láctea, pesam entre 100.000 e alguns bilhões de vezes a massa do sol. E essa massa está intimamente relacionada com a massa da galáxia hospedeira. “Em geral, as galáxias maiores têm buracos negros maiores”, disse Reines.
Então, quando Reines, como estudante de pós-graduação em 2011, tropeçou em um buraco negro supermassivo na galáxia anã Henize 2-10, ela ficou atordoada. Reines estava procurando por sinais de formação de estrelas e, em vez disso, encontrou o buraco negro ativamente alimentado, a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra.
“Esta descoberta marcou um novo ambiente para um enorme buraco negro, e eu estava motivado para procurar por mais objetos como este”, disse ela.
Pesquisando milhares de galáxias anãs, Reines e seus colegas encontraram, desde então, cerca de 100 buracos negros supermassivos, expelidos pelos brilhantes discos de gás que giram em torno dos buracos negros enquanto se alimentam.
Esses buracos negros “são provavelmente a ponta do iceberg”, disse Reines. Apenas os buracos negros que se alimentam mais ativamente aparecem em comprimentos de onda visíveis e apenas em galáxias com formação de estrelas relativamente baixa. Portanto, pode haver muitos outros que são mais difíceis de detectar.
Os pesquisadores agora estão concentrando sua busca em comprimentos de onda de rádio invisíveis e mais longos, o que pode revelar buracos negros que alimentam menos agressivamente. Usando o Very Large Array de radiotelescópios no Novo México, a equipe já encontrou 39 buracos negros em 111 galáxias anãs. Pelo menos 14 desses candidatos provavelmente serão buracos negros, disse Reines. Alguns dos outros podem ser outros objetos que emitem ondas de rádio brilhantes, como remanescentes de supernovas.
Estranhamente, alguns dos buracos negros recém-descobertos não estão em seus centros galácticos, mas estão “perambulando pelos arredores de suas galáxias hospedeiras”, disse Reines. Simulações de computador haviam sugerido que até metade de todas as galáxias anãs poderia ter buracos negros fora do centro. Ainda assim, “fiquei muito surpreso” com os achados, ela disse. “Isso não foi visto antes.” Ela sugeriu que os buracos negros poderiam ter sido derrubados em uma fusão de galáxias, ou chutados fora do centro quando dois buracos negros menores se fundiram dentro de uma galáxia (SN: 4/29/17, p 16).
O trabalho “identifica uma população nova e única [de buracos negros] que pode ter sido perdida por outras técnicas de seleção”, diz a astrofísica Vivienne Baldassare, da Universidade de Yale, que usa outras técnicas para procurar buracos negros em galáxias anãs.
Estudar buracos negros maciços em pequenas galáxias poderia ajudar os cientistas a descobrir como buracos negros supermassivos em galáxias maiores ficaram tão grandes em relação ao tempo cósmico. Uma possibilidade é que os buracos negros aumentem juntando suas massas quando suas galáxias hospedeiras se fundem, ou poderiam ter começado relativamente grandes há muito tempo (SN Online: 16/3/18). Galáxias anãs, que são pequenas o suficiente para provavelmente não terem passado por muitas fusões, podem preservar as relíquias desses antigos buracos negros maciços. Saber o tamanho desses buracos negros pode ajudar a ligar os monstros supermassivos que os astrônomos vêem no universo atual com seus antigos ancestrais.
Artigo original: https://www.sciencenews.org/article/big-black-holes-can-settle-outskirts-small-galaxies