Créditos da ilustração: CXC/M. Weiss; X-ray: NASA/CXC/NRAO/D.-C. Kim; Optical: NASA/STScI
Buracos supermassivos são geralmente objetos parados e colocados nos centros da maioria das galáxias. No entanto, usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA e outros telescópios, os astrônomos recentemente caçaram o que poderia ser um buraco negro supermassivo que pode estar em movimento.
Essa possível buraco negro renegado, que contém cerca de 160 milhões de vezes a massa do nosso Sol, está localizado em uma galáxia elíptica cerca de 3,9 bilhões de anos luz da Terra. Astrônomos estão interessados nestes buracos negros supermassivos móveis, pois eles podem revelar mais sobre as propriedades desses objetos enigmáticos.
Este buraco negro pode ter sofrido um “recuo”, terminologia utilizada pelos cientistas quando dois buracos negros supermassivos menores colidem e se fundem para formar um ainda maior. Ao mesmo tempo, essa colisão teria gerado ondas gravitacionais que emitiam mais fortemente em uma direção do que em outras. Este buraco negro recém-formado poderia ter recebido um pontapé no sentido oposto das referidas ondas gravitacionais mais fortes. Este chute teria empurrado o buraco negro fora do centro da galáxia, como representado na ilustração artística acima.
A força do chute depende da taxa e direção de rotação dos dois buracos negros menores antes deles se fundirem. Portanto, as informações sobre essas propriedades importantes podem ser obtidas através do estudo da velocidade de recuo dos buracos negros.
Astrônomos descobriram este candidato a buraco negro de recuo através da peneiração de raios-X e de dados ópticos em milhares de galáxias. Primeiramente, eles usaram observações do Chandra para selecionar galáxias que contêm uma fonte de raios-X brilhante e foram observados como parte do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Emissão de raios-X é uma característica comum de buracos negros supermassivos que estão crescendo rapidamente.
Em seguida, os pesquisadores analisaram os dados para ver se observações do Telescópio Espacial Hubble destes raios-X brilhantes em galáxias revelavam dois picos próximos de seu centro na imagem óptica. Estes dois picos podem demonstrar que um par de buracos negros está presente ou que um buraco negro rotacional afastou-se do aglomerado de estrelas no centro da galáxia.
Se estes critérios forem satisfeitos, então os astrônomos examinaram os espectros SDSS, que mostram a forma como a quantidade de luz óptica varia com o comprimento de onda. Se os pesquisadores descobriram assinaturas reveladoras nos espectros indicativos da presença de um buraco negro supermassivo, seguiram-se com um exame ainda mais preciso dessas galáxias.
Depois de toda essa busca, um bom candidato para um buraco negro de recuo foi descoberto. A imagem da esquerda (acima) foi feita a partir dos dados do Hubble, que mostra dois pontos brilhantes próximos do centro da galáxia. Um deles está localizado no centro da galáxia e o outro está localizado a cerca de 3.000 anos-luz de distância do centro. A última fonte mostra as propriedades de um buraco negro de crescimento e a sua posição que corresponde ao de uma fonte de raios-X luminosa detectada com o Chandra (imagem da direita em baixo-relevo). Usando dados do SDSS e do telescópio Keck, no Havaí, a equipe determinou que o buraco negro cresce próximo, mas visivelmente deslocado e o centro da galáxia tem uma velocidade que é diferente da galáxia como um todo. Estas propriedades sugerem que esta fonte pode ser um buraco negro supermassivo de recuo.
A galáxia hospedeira do possível buraco negro de recuo também mostra alguma evidência de perturbação nas suas regiões mais externas, o que é uma indicação de que uma fusão entre duas galáxias ocorreu em um passado relativamente recente. Uma vez que fusões de buracos negros supermassivos podem ocorrer quando suas galáxias se fundem, esta informação apoia a ideia de um buraco negro de recuo no sistema.
Além disso, as estrelas estão se formando em uma taxa elevada na galáxia, com várias centenas de vezes a massa do Sol por ano. Isto concorda com simulações de computador, que preveem que as taxas de formação de estrelas pode ser aumentada para fundir galáxias – particularmente aqueles contendo buracos negros renegados.
Outra possível explicação para os dados é que dois buracos negros supermassivos estão localizados no centro da galáxia, mas um deles não está produzindo radiação detectável porque está crescendo muito lentamente. Os pesquisadores favorecem a explicação de que o buraco negro está recuando, mas são necessários mais dados para fortalecer o seu caso.
Um artigo descrevendo estes resultados foi recentemente aceito para publicação no Astrophysical Journal e está disponível on-line.
Via; NASA