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Hubble detecta buraco negro supermassivo expulso do centro galáctico


A galáxia 3C186, localizada a cerca de 8 bilhões de anos-luz de distância, é provavelmente o resultado da fusão entre duas galáxias. Isto é suportado por caudas de maré em forma de arco, normalmente produzidas por um puxo gravitacional entre duas galáxias em colisão, identificadas pelos cientistas. A fusão das galáxias também levou à fusão dos dois buracos negros supermassivos nos seus centros, e o buraco negro resultante foi então pontapeado do centro da sua galáxia hospedeira por ondas gravitacionais produzidas pela fusão.
O brilhante quasar, parecido a uma estrela, pode ser visto no centro da imagem. A sua galáxia-mãe é o objeto alongado e mais ténue por trás.
Crédito: NASA, ESA e M. Chiaberge (STScI/ESA)


Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, uma equipe internacional de astrônomos encontrou um buraco negro supermassivo que foi impulsionado para fora do centro da distante galáxia 3C186. O buraco negro foi provavelmente expelido pelo poder das ondas gravitacionais. Esta é a primeira vez que os astrônomos descobriram um buraco negro supermassivo a uma distância tão grande do centro da sua galáxia hospedeira.

Embora vários outros buracos negros fugitivos já tenham sido observados noutros lugares, até agora nenhum deles foi confirmado. Astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para detetar um buraco negro supermassivo, com 1 bilhão de vezes a massa do Sol, sendo expulso da sua galáxia-mãe. "Nós estimamos que terá sido necessária uma energia equivalente a 100 milhões de supernovas, explodindo simultaneamente, para ejetar o buraco negro," descreve Stefano Bianchi, coautor do estudo da Università degli Studi Roma Tre, Itália.

As imagens captadas pelo Hubble forneceram as primeiras pistas de que a galáxia, chamada 3C186, era invulgar. As imagens da galáxia, situada a 8 bilhões de anos-luz de distância, revelou um quasar brilhante, a assinatura energética de um buraco negro ativo, localizado longe do núcleo galáctico. "Os buracos negros residem no centro das galáxias, por isso é invulgar ver um quasar que não está no centro," lembra o líder da equipa Marco Chiaberge, investigador da ESA-AURA no STScI (Space Telescope Science Institute), EUA.

A equipa calculou que o buraco negro já viajou cerca de 35.000 anos-luz desde o centro, mais do que a distância entre o Sol e o centro da Via Láctea. E continua a sua viagem a uma velocidade de 7,5 milhões de quilômetros por hora. A essa velocidade, o buraco negro podia viajar da Terra à Lua em três minutos.

Embora não possam ser excluídos outros cenários para explicar as observações, a fonte mais plausível da energia propulsora é que este buraco negro supermassivo recebeu um pontapé de ondas gravitacionais desencadeadas pela fusão de dois buracos negros massivos no centro da sua galáxia hospedeira. Esta teoria é suportada por caudas de maré curvas identificadas pelos cientistas, produzidas por um puxo gravitacional entre duas galáxias em colisão.

De acordo com a teoria apresentada pelos cientistas, há 1-2 bilhões de anos atrás as galáxias - cada com enormes buracos negros centrais - fundiram-se. Os buracos negros giraram em redor um do outro no centro da galáxia elíptica recém-formada, criando ondas gravitacionais que foram lançadas para fora como água num borrifador. Dado que os dois buracos negros não tinham a mesma massa e rotação, emitiram ondas gravitacionais mais fortemente ao longo de uma direção. Quando os dois buracos negros finalmente se fundiram, a emissão anisotrópica de ondas gravitacionais gerou um disparo que impulsionou o buraco negro resultante para fora do centro galáctico.

"Se a nossa teoria estiver correta, as observações fornecem fortes evidências de que os buracos negros supermassivos podem realmente fundir-se," explica Stefano Bianchi sobre a importância da descoberta. "Já há evidências de colisões entre buracos negros de massa intermédia, mas o processo que regula os buracos negros supermassivos é mais complexo e ainda não totalmente compreendido."

Os investigadores têm a sorte de ter capturado este evento único porque nem todas as fusões entre buracos negros produzem ondas gravitacionais desequilibradas que impulsionam um buraco negro para fora da galáxia. A equipa quer agora garantir mais tempo de observação com o Hubble, em combinação com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e outros observatórios, para medir com mais precisão a velocidade do buraco negro e do seu disco de gás circundante, o que pode fornecer mais informações sobre a natureza deste objeto raro.


Esta ilustração mostra como dois buracos negros supermassivos se fundiram para formar um único buraco negro que, seguidamente, foi ejetado da sua galáxia hospedeira.
Painel 1: Duas galáxias em interação finalmente fundem-se uma com a outra. Os buracos negros supermassivos nos seus centros são atraídos um pelo outro.
Painel 2: Assim que os buracos negros supermassivos se aproximam, começam a orbitar-se um ao outro e no processo criam ondas gravitacionais fortes.
Painel 3: À medida que irradiam energia gravitacional, os buracos negros aproximam-se com o passar do tempo e, finalmente, fundem-se.
Painel 4: Caso os dois buracos negros não tenham a mesma massa e rotação, emitem ondas gravitacionais mais fortememente numa direção. Quando os dois buracos negros finalmente colidem, param de produzir ondas gravitacionais e o buraco negro resultante então recua na direção oposta às ondas gravitacionais mais fortes e é ejetado da sua galáxia-mãe.
Crédito: NASA, ESA e A. Feild/STScI


FONTE: http://www.ccvalg.pt

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