No espaço, os buracos negros têm diferentes tamanhos e massas.
© MPE/Matthias Kluge (aglomerado de galáxias Abell 85)
O recorde é agora detido por um tal objeto no aglomerado de galáxias Abell 85, onde um buraco negro ultramassivo com 40 bilhões de vezes a massa do Sol fica no meio da galáxia central Holm 15A. Os astrônomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique, descobriram-no analisando dados fotométricos e novas observações espectrais com o VLT (Very Large Telescope).
Embora a galáxia central do aglomerado Abell 85 tenha uma enorme massa visível de aproximadamente 2 trilhões de massas solares em estrelas, o centro da galáxia é extremamente difuso e tênue. É por isso que um grupo de astrônomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique se interessou pela galáxia. Esta região difusa central na galáxia é quase tão grande quanto a Grande Nuvem de Magalhães, e esta era uma pista suspeita da presença de um buraco negro com uma massa muito alta.
O aglomerado de galáxias Abell 85, que consiste em mais de 500 galáxias individuais, está a uma distância de 700 milhões de anos-luz da Terra, o dobro da distância para medições diretas anteriores da massa de buracos negros. Existem apenas algumas dúzias de medições diretas da massa de buracos negros supermassivos, e nunca antes foi tentada a uma distância tão grande.
Os novos dados obtidos no Observatório Wendelstein da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique e com o instrumento MUSE no VLT permitiram obter uma estimativa da massa baseada diretamente nos movimentos estelares ao redor do núcleo da galáxia. Com uma massa de 40 bilhões de massas solares, este é o buraco negro mais massivo conhecido hoje no Universo local.
O perfil de luz da galáxia mostra um centro com um brilho superficial extremamente baixo e muito difuso, muito mais tênue do que outras galáxias elípticas. O perfil de luz no núcleo interno é também muito plano, isto significa que a maioria das estrelas no centro deve ter sido expulsa devido a interações durante fusões anteriores.
Na visão mais aceita, os núcleos destas galáxias elípticas tão massivas formam-se por meio de uma fusão entre duas galáxias, onde as interações gravitacionais da fusão dos seus buracos negros supermassivos levam à atrações gravitacionais que expelem estrelas em órbitas predominantemente radiais do centro da galáxia remanescente. Se não existir gás no centro para formar novas estrelas, como nas galáxias mais jovens, isto leva a um núcleo esgotado.
A mais recente geração de simulações por computador de fusões galácticas forneceu previsões que correspondem bastante bem às propriedades observadas. Estas simulações incluem interações entre estrelas e um buraco negro binário, mas o ingrediente crucial são duas galáxias elípticas que já possuem núcleos empobrecidos. Isto significa que a forma do perfil de luz e as trajetórias das estrelas contêm informações arqueológicas valiosas sobre as circunstâncias específicas da formação do núcleo nesta galáxia, bem como em outras galáxias muito massivas.
No entanto, mesmo com esta história incomum de fusão, os cientistas podem estabelecer uma nova e robusta relação entre a massa do buraco negro e o brilho superficial da galáxia: o buraco negro ganha massa a cada fusão e o centro da galáxia perde estrelas. Os astrônomos podem usar esta relação para estimar a massa de buracos negros em galáxias mais distantes, onde medições diretas dos movimentos estelares próximos o suficiente do buraco negro não são possíveis.
Fonte: Max Planck Institute
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