A luz proveniente de uma explosão no início do universo iluminou um buraco negro que os astrônomos acham que poderia expandir sua compreensão de como os objetos celestes se formam.
Três bilhões de anos atrás, uma explosão de raios gama (conhecida como GRB 950830) explodiu no universo. Em 1995, os astrônomos observaram o evento, essencialmente olhando “para trás no tempo” com o experimento astrofísico de alta energia BATSE (Burst And Transient Source Experiment) no Compton Gamma-Ray Observatory, que foi lançado em 1991 no ônibus espacial Atlantis. Agora, os astrônomos usaram a luz proveniente da antiga explosão para detectar um buraco negro de massa intermediária (IMBH), que é difícil de detectar e difícil de detectar.
A luz proveniente da explosão de raios gama permitiu à equipe usar um fenômeno chamado lentes gravitacionais para encontrar um IMBH. Esse achado corrobora a existência de IMBHs, já que são tão difíceis de detectar que alguns cientistas questionam se são reais ou não. Este trabalho também lança luz sobre como diferentes tipos de buracos negros podem se formar e como buracos negros supermassivos (SMBH) podem se tornar tão massivos.
Os buracos negros de massa intermediária são exatamente o que parecem: pesos médios celestiais. Os objetos são bastante massivos: maiores do que buracos negros estelares (SBH), mas não tão massivos quanto SMBH, talvez medindo entre 100 e 100.000 vezes a massa do nosso sol.
No entanto, esses buracos negros de médio porte são especialmente desafiadores de detectar “porque são menores e menos ativos do que os buracos negros supermassivos; eles não têm fontes de combustível prontamente disponíveis, nem uma atração gravitacional tão forte para atrair estrelas e outro material cósmico que produziria raios-X reveladores brilham “, de acordo com a NASA.
“Se um buraco negro não está acumulando matéria, é muito difícil de detectar, pois pelo nome e pela natureza eles são negros”, disse James Paynter, astrofísico da Universidade de Melbourne, na Austrália, que liderou esta pesquisa, à Space.com. “Apenas os efeitos de sua gravidade podem revelar a existência de um buraco negro quiescente.”
Mas, embora os IMBHs possam não ser facilmente detectados por emissões luminosas de raios-X como um buraco negro supermassivo, os cientistas neste novo estudo foram capazes de usar lentes gravitacionais para fazer o truque. Lente gravitacional é um fenômeno que ocorre quando um objeto (como um buraco negro) age como uma lente, distorcendo a luz proveniente de uma fonte de luz distante (como uma explosão cósmica). Essa distorção sinaliza aos astrônomos que deve haver um objeto enorme no caminho.
Para dar um passo adiante e determinar que tipo de objeto está causando essas lentes, a equipe teve que determinar sua massa. Como a massa do objeto está dentro do alcance de um IMBH, eles decidiram que era a possibilidade mais provável. Eles também foram capazes de eliminar contendores como aglomerados globulares por não serem densos o suficiente e halos de matéria escura por não serem compactos o suficiente para causar lentes gravitacionais.
Ao descobrir o IMBH usando essa técnica, ele “nos diz algo sobre como eles [IMBH] são comuns”, disse Rachel Webster, astrônoma da Universidade de Melbourne e co-autora deste estudo, ao Space.com. “Se fossem muito, muito raros, seria muito improvável que víssemos um único caso de lentes gravitacionais. É tudo uma questão de estatística e probabilidade.”
Esta detecção IMBH também pode revelar informações sobre seus primos maiores, SMBH. “É importante descobrir esses objetos para preencher a lacuna de observação entre os buracos negros estelares (SBH) e SMBH”, disse Paynter. “Atualmente, não sabemos como os SMBH são capazes de crescer até massas tão grandes dentro da idade do universo. Simplesmente não há material suficiente para que eles se acumulem, nem tempo suficiente.”
A pista para o quebra-cabeça SMBH pode estar nos IMBHs, esperam os cientistas. “Se uma população de sementes de IMBHs existe, ela começa a preencher esta lacuna. De onde vieram os IMBHs é outra questão … eles podem ser formados a partir da fusão / colapso de estrelas massivas puras de hidrogênio no universo inicial, ou podem ser mais antigos, buracos negros primordiais formados durante as primeiras fases do universo”, acrescentou Paynter.
Embora este trabalho seja um passo à frente não apenas para provar a existência do IMBH, mas para explorar como diferentes tipos de buracos negros se desenvolvem e existem no cosmos, ainda há muito a ser explorado e aprendido sobre este IMBH.
“Agora não sabemos se este IMBH está vagando pelo cosmos sozinho ou se está ligado a uma galáxia ou aglomerado de estrelas. Portanto, embora possamos estimar a prevalência desses objetos no universo, não podemos identificar para um local ou ‘habitat’ específico”, disse Paynter.
Publicado em 30/03/2021 11h28
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