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Incrível descoberta confirma existência de buracos negros supermassivos em órbita um do outro


Ilustração de dois buracos negros supermassivos, parecidos àqueles observados por investigadores da Universidade do Novo México, orbitando-se um ao outro a 750 milhões de anos-luz da Terra.
Crédito. Josh Valenzuela/Universidade do Novo México

Pela primeira vez, astrônomos dizem que conseguiram observar e medir o movimento orbital entre dois buracos negros supermassivos a centenas de milhões de anos-luz da Terra - uma descoberta já esperada há mais de uma década.

Karishma Bansal é estudante do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Novo México e a autora principal do artigo, publicado recentemente na revista The Astrophysical Journal. Ela, juntamente com o professor Greg Taylor e colegas da Universidade de Stanford, do Observatório Naval dos EUA e do Observatório Gemini, têm vindo a estudar a interação entre estes buracos negros há já 12 anos.

"Há muito tempo que tentamos encontrar um par desses buracos negros supermassivos orbitando como resultado da fusão de duas galáxias," comenta Taylor. "Embora tenhamos teorizado tal evento, nunca ninguém havia visto um até agora."

No início de 2016, uma equipe internacional de investigadores, trabalhando no projeto LIGO, detetou a existência de ondas gravitacionais, confirmando a previsão com 100 anos de Albert Einstein e surpreendendo a comunidade científica. Estas ondas gravitacionais foram o resultado de dois buracos negros de massa estelar (+/-30 massas solares) colidindo no espaço. Agora, graças a esta pesquisa mais recente, os cientistas serão capazes de começar a compreender o que leva à fusão de buracos negros supermassivos que criam ondulações no tecido do espaço-tempo e começar a aprender mais sobre a evolução das galáxias e sobre o papel que estes buracos negros desempenham.

Usando o VLBA (Very Long Baseline Array), uma rede composta por dez radiotelescópios espalhados pelos EUA e operado em Socorro, no estado do Novo México, investigadores foram capazes de observar várias frequências rádio emitidas por estes buracos negros supermassivos. Ao longo do tempo, os astrônomos foram essencialmente capazes de traçar a sua trajetória e de confirmá-los como um sistema binário visual. Por outras palavras, observaram estes buracos negros em órbita um do outro.

"Quando o Dr. Taylor me deu estes dados, estava apenas a começar a aprender como os entender," comenta Bansal. "E, quando descobrimos que existiam dados que remontavam até 2003, determinamos que se orbitam um ao outro. É muito emocionante."

Para Taylor, a descoberta é o resultado de mais de 20 anos de trabalho e uma façanha incrível dada a precisão necessária para obter estas medições. A mais ou menos 750 milhões de anos-luz da Terra, a galáxia 0402+379 e os buracos negros supermassivos no seu interior, estão incrivelmente longe; mas também estão à distância perfeita da Terra, e entre eles, para serem observados.

Bansal realça que estes buracos negros supermassivos têm uma massa combinada de 15 bilhões de vezes a do nosso Sol, ou 15 bilhões de massas solares. O tamanho inacreditável destes buracos negros significa que o seu período orbital ronda os 24.000 anos, assim que apesar da equipe já os observar há uma década, ainda não conseguiram ver a menor das curvaturas na sua órbita.

"Imagine um caracol à superfície do recém-descoberto planeta parecido com a Terra em órbita de Proxima Centauri - a 4,243 anos-luz de distância - movendo-se a 1 cm/s; esse é o movimento angular que resolvemos aqui," comenta Roger W. Romani, professor de física na Universidade de Stanford e membro da equipa de investigação.

"O que conseguimos fazer é uma verdadeira conquista técnica ao longo deste período de 12 anos usando o VLBA para alcançar a resolução e precisão suficientes, na astrometria, para ver realmente a órbita a acontecer," acrescenta Taylor. "É um pequeno triunfo tecnológico termos sido capazes de o fazer."

Embora o feito técnico desta descoberta seja realmente surpreendente, Bansal e Taylor dizem que a investigação também nos pode ensinar mais sobre o Universo, sobre a origem das galáxias e da evolução futura.

"As órbitas das estrelas binárias fornecem muitas informações sobre elas," afirma Bob Zavala, astrônomo do Observatório Naval do EUA. "Agora, podemos usar técnicas semelhantes para compreender os buracos negros supermassivos e as galáxias onde residem."

A continuação da observação da órbita e da interação entre estes dois buracos negros supermassivos também nos pode ajudar a melhor compreender o futuro da nossa própria Galáxia. Atualmente, a Galáxia de Andrômeda, que também tem um buraco negro supermassivo no seu centro, está num percurso de colisão com a Via Láctea, o que significa que o evento que Bansal e Taylor estão atualmente a observar, pode ocorrer na nossa Galáxia daqui a alguns milhares de milhões de anos.

"Os buracos negros supermassivos têm muita influência sobre as estrelas em seu redor e no crescimento e evolução da galáxia," explica Taylor. "De modo que sabermos mais sobre eles, e o que acontece quando se fundem uns com os outros, poderá ser importante para a nossa compreensão do Universo."

Bansal diz que a equipe de investigação fará outra observação do sistema daqui a três ou quatro anos para confirmar o movimento e obter uma órbita precisa. Entretanto, a equipe espera que esta descoberta incentive trabalhos relacionados de outros astrônomos espalhados pelo globo.


Mapa VLBA da radiogaláxia 0402+379 a 15 GHz. Alberga dois buracos negros supermassivos no seu centro, legendados C1 e C2.
Crédito: Universidade do Novo México


Mapa colorido, pelo VLBA, da radiogaláxia 0402+379 a 22 GHz. Alberga dois buracos negros supermassivos no seu centro, legendados C1 e C2.
Crédito: Universidade do Novo México


Imagem a cores falsas, pelo VLBA, da radiogaláxia 0402+379 a 15 GHz. Alberga dois buracos negros supermassivos no seu centro, legendados C1 e C2.
Crédito: Universidade do Novo México

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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