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Dupla de buracos negros é flagrada em "jantar" de fusão de galáxias

Dois buracos negros supermassivos, que parecem estar separados pela menor distância já vista, foram detectados em diferentes comprimentos de onda. Localizados em UGC 4211, duas galáxias na etapa final de fusão e que ficam a cerca de 480 milhões de anos-luz da Terra, os objetos têm 200 e 125 milhões de vezes a massa do Sol, respectivamente, e parecem estar separados por apenas 750 anos-luz.

Conforme devoram matéria que se aproximou demais, os buracos negros supermassivos emitem jatos e ventos que formam um núcleo galáctico ativo e luminoso. Os autores do novo estudo identificaram estas emissões com o pelo telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, que indicou os buracos negros se alimentando do “banquete” formado pelos produtos da colisão galáctica.

Os autores observaram em diferentes comprimentos de odna o par de buracos negros se alimentando, acumulando gás e poeira ao redor deles (Imagem: Reprodução/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Koss et al (Eureka Scientific)
Os autores observaram em diferentes comprimentos de odna o par de buracos negros se alimentando, acumulando gás e poeira ao redor deles (Imagem: Reprodução/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Koss et al (Eureka Scientific)

Estes buracos negros se encontraram conforme as galáxias colidiram. Eventualmente, eles vão começar a orbitar um ao outro — e, conforme gás e estrelas se aproximar deles e roubar energia orbital, vão se aproximar. Em algum momento, eles vão começar a produzir ondas gravitacionais mais fortes que qualquer outra já detectada; finalmente, vão colidir, formando um buraco negro ainda maior.

Michael Koss, autor principal do estudo, nota que o ALMA conta com alta resolução espacial para a observação de objetos próximos. “Nosso estudo identificou um dos pares mais próximos de buracos negros em uma colisão galáctica, e como sabemos que elas são muito mais comuns no universo distante, estes buracos negros binários podem também ser muito mais comuns do que pensávamos”, disse ele.

Mesmo com as capacidades do ALMA, a equipe usou outros telescópios para conseguir um “retrato completo” dos buracos negros. Assim, eles trabalharam com dados dos telescópios Chandra, Hubble, Very Large Telescope e do observatório W.M. Keck, no Havaí. Juntos, os dados ofereceram uma visão completa da fusão das galáxias em diferentes comprimentos de onda.

Abaixo, você confere uma animação que representa os buracos negros devorando o gás, poeira e outros materiais dispersos pela colisão:

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“Cada comprimento de onda nos conta uma parte diferente da história”, disse Ezequiel Treister, coautor do estudo. “Enquanto as imagens ópticas obtidas em solo nos mostraram a galáxia em fusão inteira, o Hubble revelou as regiões nucleares em alta resolução, e as observações em raios X mostraram que havia pelo menos um núcleo ativo no sistema”, explicou. “E o ALMA nos mostrou a localização exata destes dois buracos negros famintos, em crescimento”, finalizou.

Embora sejam eventos comuns, as fusões de galáxias distantes não são de observação simples. Assim, a detecção de uma fusão próxima, junto de um par de buracos negros supermassivos, pode ajudar até na detecção das ondas gravitacionais produzidas por eles. “Pode haver vários pares de buracos negros supermassivos em crescimento no centro das galáxias, mas que ainda não conseguimos identificar”, acrescentou Treister.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Canaltech

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