Como eles não emitem nada que possamos detectar, há muitas coisas sobre os buracos negros que simplesmente não sabemos.
Entre os mais desconcertantes estão os buracos negros supermassivos, milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Como os buracos negros se formam a partir dos núcleos de estrelas massivas individuais mortas, como os gigantes supermassivos crescem tanto? Uma nova descoberta pode nos ajudar a encontrar algumas respostas muito procuradas.
Em uma pequena galáxia anã a 110 milhões de anos-luz de distância, os astrônomos acabaram de encontrar um dos menores buracos negros supermassivos já vistos. O ‘monstro’ no coração da galáxia Mrk 462 tem apenas 200.000 vezes a massa do Sol.
As descobertas foram apresentadas na 239ª reunião virtual da American Astronomical Society.
“Este buraco negro em Mrk 462 está entre os menores buracos negros supermassivos, ou monstros”, disse o astrônomo Jack Parker, do Dartmouth College. “Buracos negros como este são notoriamente difíceis de encontrar.”
Sua descoberta sugere que buracos negros supermassivos – alguns deles, pelo menos – crescem a partir de sementes de massa estelar com menos de 100 vezes a massa do Sol, em vez de se formar já grandes e crescer ainda mais.
Um dos espinhos que se alojaram firmemente na lateral do modelo de massa estelar é a descoberta de muitos buracos negros supermassivos no Universo primitivo. É difícil conciliar o crescimento de uma pequena semente de um núcleo estelar com um gigantesco buraco negro supermassivo no curto espaço de tempo em que esses objetos apareceram após o Big Bang.
Outra possibilidade é que, no início do Universo, enormes e densas nuvens de gás e poeira colapsaram diretamente em buracos negros maiores com dezenas de milhares de vezes a massa do Sol, criando um ponto de partida maior a partir do qual os buracos negros supermassivos podem crescer.
E isso nos dá um método para descobrir as probabilidades de cada cenário, porque o modelo de colapso direto é um processo raro. Isso significa que podemos esperar que relativamente poucas galáxias anãs contenham buracos negros supermassivos, em comparação com o modelo de sementes estelares.
Há um problema, no entanto. É muito difícil ver núcleos de buracos negros em galáxias anãs. Em galáxias maiores, os astrônomos podem usar a órbita das estrelas no centro para inferir o buraco negro central, mas as galáxias anãs são muito pequenas e fracas para isso.
O outro método é procurar radiação extremamente brilhante e de alta energia, como raios-X. Isso sugere um buraco negro que está acumulando material ativamente, aquecendo-o a temperaturas tão insanas que emite luz de alta energia.
Os pesquisadores fizeram exatamente isso, usando o observatório de raios-X Chandra para estudar oito galáxias anãs que os dados ópticos sugeriram que poderiam abrigar um buraco negro supermassivo ativo. Apenas Mrk 462 mostrou a assinatura de raios-X de um buraco negro supermassivo em alimentação, com uma massa cerca de 200.000 vezes a do Sol.
Mas havia algo peculiar também. A proporção de raios-X de alta energia para raios-X de baixa energia sugeriu que o buraco negro estava fortemente obscurecido, ou “enterrado”, por uma espessa nuvem de poeira.
Isso poderia inclinar a balança para o cenário de sementes estelares.
“Como os buracos negros enterrados são ainda mais difíceis de detectar do que os expostos, encontrar este exemplo pode significar que há muito mais galáxias anãs com buracos negros semelhantes”, disse o astrônomo Ryan Hickox, do Dartmouth College.
Estudos recentes sugerem que este pode ser o caso. Nos últimos anos, os astrônomos têm encontrado buracos negros elusivos de peso médio em galáxias anãs e os remanescentes de galáxias anãs. Isso também pode apoiar a ideia de que buracos negros supermassivos podem crescer rapidamente a partir de sementes de massa estelar.
À medida que nossa tecnologia e técnicas melhoram, talvez possamos esperar encontrar mais chonks de bebês de buracos negros que anteriormente não foram detectados.
“Não podemos tirar conclusões fortes a partir de um exemplo, mas este resultado deve encorajar pesquisas muito mais extensas de buracos negros enterrados em galáxias anãs”, disse Parker. “Estamos empolgados com o que podemos aprender.”
A pesquisa foi apresentada virtualmente na 239ª reunião da American Astronomical Society.
Publicado em 15/01/2022 06h55
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