Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble observaram um inesperado disco fino de material envolvendo um buraco negro supermassivo no núcleo da galáxia espiral NGC 3147, localizada a 130 milhões de anos-luz de distância.
© ESA/M. Kornmesser (ilustração de disco num buraco negro)
A presença do disco no buraco negro em uma galáxia ativa de baixa luminosidade deixou os astrônomos surpresos. Considera-se que nos buracos negros em certos tipos de galáxias, como a NGC 3147, não há material capturado gravitacionalmente suficiente para alimentá-los regularmente. Portanto, é intrigante que haja um disco fino circundando um buraco negro faminto que imita os discos muito maiores encontrados em galáxias extremamente ativas.
De particular interesse, este disco de material circulando pelo buraco negro oferece uma oportunidade única para testar a teoria da relatividade de Albert Einstein. O disco está tão profundamente incrustado no campo gravitacional intenso do buraco negro que a luz do disco de gás é alterada, de acordo com esta teoria, fornece uma visão única dos processos dinâmicos próximos a um buraco negro.
O material do disco foi medido pelo telescópio espacial Hubble girando em torno do buraco negro a mais de 10% da velocidade da luz. Em tais velocidades extremas, o gás parece brilhar enquanto viaja para a Terra de um lado, e escurece à medida que se afasta do nosso planeta. Este efeito é conhecido como emissão relativística. As observações do telescópio espacial Hubble também mostram que o gás está tão profundamente enterrado em um poço gravitacional que a luz está lutando para escapar e parece esticada para comprimentos de onda mais vermelhos. A massa do buraco negro é em torno de 250 milhões de vezes a do Sol.
A fim de estudar o assunto que roda profundamente dentro deste disco, os pesquisadores usaram o instrumento Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Esta ferramenta de diagnóstico divide a luz de um objeto em seus muitos comprimentos de onda individuais para determinar a velocidade, a temperatura e outras características do objeto com precisão muito alta. O STIS foi essencial para observar efetivamente a região de baixa luminosidade ao redor do buraco negro, bloqueando a luz brilhante da galáxia.
Os astrônomos inicialmente selecionaram esta galáxia para validar modelos aceitos sobre galáxias ativas de baixa luminosidade: aquelas com buracos negros desnutridos. Estes modelos preveem que discos de material devem se formar quando grandes quantidades de gás são capturadas pela forte força gravitacional de um buraco negro, emitindo subsequentemente muita luz e produzindo um farol brilhante chamado quasar.
O disco é um quasar reduzido que não era esperado existir. É o mesmo tipo de disco encontrado em objetos que são mil ou até 100 mil vezes mais luminosos. As previsões dos modelos atuais não são compatíveis para galáxias ativas muito fracas.
A equipe espera usar o telescópio espacial Hubble para procurar outros discos muito compactos em torno de buracos negros de baixa luminosidade em galáxias ativas semelhantes.
Fonte: ESA
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