A evolução de um par de fusões distintas de buracos negros

As fusões contribuem para a compreensão científica da natureza da formação dos buracos negros e da física fundamental.

© OzGrav (ilustração de um par de buracos negros)

Um par de fusões de buracos negros cósmicos distantes, medidas com apenas um mês de diferença no final de 2024 pela colaboração LIGO-Virgo-KAGRA, está melhorando a forma como os cientistas compreendem a natureza e a evolução das mais violentas colisões do espaço profundo no nosso Universo.

Os dados recolhidos a partir das fusões também validam, com uma precisão sem precedentes, leis fundamentais da física que foram previstas há mais de 100 anos por Albert Einstein e promovem a procura de novas e ainda desconhecidas partículas elementares com potencial para extrair energia dos buracos negros.

A primeira fusão detectada, GW241011, ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz de distância e resultou da colisão de dois buracos negros com cerca de 20 e 6 vezes a massa do Sol. O maior dos buracos negros de GW241011 foi avaliado como um dos buracos negros de rotação mais rápida observados até à data. A segunda fusão, GW241110, ocorreu a cerca de 2,4 bilhões de anos-luz de distância e envolveu buracos negros com cerca de 17 e 8 vezes a massa do Sol.

Enquanto a maioria dos buracos negros observados gira na mesma direção que a sua órbita, o buraco negro primário de GW241110 girava na direção oposta à da sua órbita, um caso inédito. Curiosamente, ambas as fusões detectadas apontam para a possibilidade de se tratarem de buracos negros de "segunda geração". 

Com ambos os eventos possuirem um buraco negro significativamente mais massivo do que o outro e girando rapidamente, fornecem evidências tentadoras de que estes buracos negros se formaram a partir de anteriores fusões de buracos negros. Este processo, designado por fusão hierárquica, sugere que estes sistemas se formaram em ambientes densos, em regiões como aglomerados de estrelas, onde é mais provável que os buracos negros se cruzem e se fundam uma e outra vez.

Estas duas fusões de buracos negros binários fornecem alguns dos conhecimentos mais interessantes acerca do início da vida dos buracos negros. Mostra que alguns buracos negros não existem apenas como parceiros isolados, mas provavelmente como membros de uma multidão densa e dinâmica. No futuro, a esperança é que estes eventos e outras observações nos ensinem cada vez mais sobre os ambientes astrofísicos que acolhem estas populações.

A precisão com que GW241011 foi medida também permitiu que as previsões fundamentais da teoria da relatividade geral de Einstein fossem testadas em condições extremas. A equipe encontrou uma excelente concordância com a solução de Kerr e verificou a previsão de Einstein com uma precisão sem precedentes. A solução de Kerr descreve a geometria do espaço-tempo ao redor de um buraco negro massivo e em rotação, sem carga elétrica, sendo uma solução exata para as equações de campo da relatividade geral. Ela introduz a noção de um buraco negro com momento angular (spin), que tem simetria axial e possui uma região chamada ergosfera, onde o espaço-tempo é arrastado pela rotação do buraco negro. 

A descoberta recente teve ainda outra aplicação na física de partículas. A observação de que o buraco negro massivo do sistema binário que produziu GW241011 continua girando rapidamente, mesmo milhões ou bilhões de anos após a sua formação, exclui uma vasta gama de massas de bósons ultraleves previstas por algumas extensões do Modelo Padrão da física de partículas.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Max Planck Institute for Gravitational Physics

Sinais de rádio de um buraco negro destruindo uma estrela

Astrônomos descobriram o primeiro evento de perturbação de marés que ocorre fora do centro de uma galáxia.

© NRAO (erupções de rádio lançadas por buraco um negro)

O evento, designado AT2024tvd, revelou os sinais de rádio de evolução mais rápida alguma vez observados neste tipo de catástrofe cósmica. A descoberta, liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, representa um grande avanço na compreensão da forma como buracos negros massivos se podem esconder em locais inesperados do Universo.

Os eventos de perturbação de marés ocorrem quando uma estrela se aventura demasiado perto de um buraco negro massivo e é despedaçada pelas imensas forças gravitacionais do buraco negro. Embora estes eventos ocorram tipicamente nos centros das galáxias onde residem buracos negros supermassivos, AT2024tvd foi descoberto a cerca de 0,8 kiloparsecs (cerca de 2.600 anos-luz) de distância do centro da sua galáxia hospedeira.

A campanha de monitoramento na frequência rádio, que incluiu comprimentos de onda do centímetro ao milímetro, revelou características sem precedentes. O evento mostrou duas erupções rádio distintas com escalas de tempo de evolução muito superiores a tudo o que foi observado anteriormente em eventos de perturbação de marés.

A primeira erupção subiu pelo menos tão rápido quanto t9 (onde t é o tempo desde a descoberta óptica) e declinou como t6, enquanto a segunda erupção exibiu um aumento inicial de t18 e declínio de t12. A emissão rádio de AT2024tvd evolui tão rapidamente que se destaca mesmo entre os eventos cósmicos mais extremos conhecidos.

A descoberta utilizou uma extensa rede de radiotelescópios, incluindo o VLA (Very Large Array) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), o AMI-LA (Arcminute Microkelvin Imager Large Array), o ATA (Allen Telescope Array) e o SMA (Submillimeter Array). Esta abordagem multitelescópica permitiu seguir a evolução do evento através de uma vasta gama de frequências de rádio durante aproximadamente 300 dias. A investigação sugere que a rápida evolução rádio resulta de pelo menos um, e possivelmente dois, fluxos lançados significativamente após a perturbação estelar inicial.

A análise da equipe indica que estes fluxos foram provavelmente lançados 80 e 170 dias após a descoberta óptica, desafiando os modelos tradicionais de como se desenrolam os eventos de perturbação de marés. A única razão pela qual foi possível detectar este buraco negro errante é porque ele dilacerou uma estrela e produziu estes sinais de rádio incrivelmente brilhantes.

A posição não nuclear deste evento de perturbação de maré fornece informações cruciais sobre a população de buracos negros massivos que podem estar vagando pelas galáxias ou a retrair-se de interações passadas. As teorias atuais sugerem que tais buracos negros podem resultar de interações de buracos negros triplos ou ser remanescentes de fusões de galáxias.

A sofisticada análise marca também a primeira vez que tanto a absorção livre-livre como o arrefecimento por Compton inverso foram considerados em conjunto na modelação da emissão de rádio de um evento de perturbação de maré, fornecendo novas ferramentas para compreender estes eventos extremos.

Com os próximos levantamentos do céu, poderemos descobrir que estes eventos de perturbação de marés não nucleares são mais comuns do que pensávamos. A pesquisa também revelou uma potencial ligação entre o lançamento de fluxos emissores de rádio e alterações na emissão de raios X do evento, sugerindo uma ligação a processos de acreção em torno do buraco negro. O AT2024tvd foi inicialmente descoberto pelo ZTF (Zwicky Transient Facility) no dia 25 de agosto de 2024, em comprimentos de onda ópticos, antes de observações de seguimento revelarem o seu brilho no rádio e a sua natureza não nuclear.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Buraco negro sendo alimentado por matéria

Esta imagem permite-nos ver mais de perto como é que os buracos negros situados no centro das galáxias se alimentam.

© ALMA (galáxia Circinus)

Apesar de ser uma crença bastante comum, a ideia de que os buracos negros simplesmente sugam tudo o que se aproxima deles não é correta. A matéria apenas pode cair num buraco negro quando é, de alguma forma, desacelerada.

Assim, que tipo de fenômeno poderá ser responsável por travar o movimento da matéria, fazendo com que esta possa cair no buraco negro?

Para dar resposta a esta questão, uma equipe de astrônomos da Universidade de Leiden, Países Baixos, mapeou a distribuição do gás molecular na galáxia Circinus, situada na constelação austral de Circinus a cerca de 13 milhões de anos-luz de distância da Terra. Embora seja uma das grandes galáxias mais próximas, só foi descoberta em 1977 por estar escondida atrás do disco da Via Láctea.

Podemos ver esta galáxia no visível no canto superior esquerdo da imagem. As duas outras imagens inseridas, à direita e em baixo, foram obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

O gás flui em direção ao buraco negro por dois braços em espiral existentes no disco, que vemos nas regiões mais internas da galáxia (em cima à direita). Estes braços alimentam a nuvem em forma de rosquinha que rodeia o buraco negro (em baixo).

A influência gravitacional dos braços em espiral perturba o movimento do gás molecular, que cai diretamente no buraco negro, do mesmo modo que um satélite cairia na Terra se a sua órbita fosse perturbada. O processo de alimentação é, no entanto, muito pouco eficiente: a equipe descobriu que cerca de 90% deste material acaba por não cair no buraco negro, sendo "cuspido" de volta.

Foi calculado que o gás nos braços se move para dentro a velocidades de até 150.000 km/h. Além disso, parece que apenas 12% da matéria que entra realmente desaparece no buraco negro. O restante é ejetado novamente antes de atingi-lo.

Por que tão pouca matéria chega ao buraco negro? Todos os buracos negros supermassivos têm braços espirais como este? A matéria ejetada acaba caindo de volta no buraco negro como uma fonte em um lago ou acaba mais longe e desencadeia a formação de estrelas?

Os pesquisadores esperam encontrar as respostas usando o Event Horizon Telescope (EHT), que tirou as primeiras fotos icônicas de buracos negros supermassivos, e o Extremely Large Telescope (ELT), que está em construção no Chile.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESO

Verificando o teorema da área do buraco negro de Stephen Hawking

Em 14 de setembro de 2015, um sinal chegou à Terra, trazendo informações sobre um par de buracos negros remotos que haviam espiralado juntos e se fundido.

© LVK (ondas gravitacionais geradas pela colisão de dois buracos negros)

O sinal havia viajado cerca de 1,3 bilhão de anos para chegar até nós à velocidade da luz, mas não era feito de luz. Era um tipo diferente de sinal: uma vibração do espaço-tempo chamada ondas gravitacionais, prevista pela primeira vez por Albert Einstein 100 anos antes.

Naquele dia, 10 anos atrás, os detectores gêmeos do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) fizeram a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, sussurros no cosmos que haviam passado despercebidos até aquele momento. A descoberta histórica significava que os pesquisadores agora podiam sentir o Universo por três meios diferentes. Ondas de luz, como raios X, ondas ópticas, ondas de rádio e outros comprimentos de onda da luz, bem como partículas de alta energia chamadas raios cósmicos e neutrinos, já haviam sido captadas antes, mas esta foi a primeira vez que alguém testemunhou um evento cósmico através da deformação gravitacional do espaço-tempo.

Por esta conquista, idealizada pela primeira vez há mais de 40 anos, três dos fundadores da equipe ganharam o Prêmio Nobel de Física de 2017: Rainer Weiss, do MIT, professor emérito de Física (que faleceu recentemente aos 92 anos); Barry Barish, do Caltech, Professor Emérito de Física Ronald e Maxine Linde; e Kip Thorne, do Caltech, Professor Emérito de Física Teórica Richard P. Feynman.

Atualmente, o LIGO, que consiste em detectores em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, observa rotineiramente aproximadamente uma fusão de buracos negros a cada três dias. O LIGO agora opera em coordenação com dois parceiros internacionais: o detector de ondas gravitacionais Virgo, na Itália, e o KAGRA, no Japão. Juntos, a rede de busca por ondas gravitacionais, conhecida como LVK (LIGO, Virgo, KAGRA), captou um total de cerca de 300 fusões de buracos negros, algumas das quais já confirmadas, enquanto outras aguardam análises mais aprofundadas.

Durante a atual rodada científica da rede, a quarta desde a primeira rodada em 2015, o LVK descobriu mais de 200 possíveis fusões de buracos negros, mais que o dobro do número captado nas três primeiras rodadas. O aumento drástico no número de descobertas do LVK na última década se deve a diversas melhorias em seus detectores, algumas das quais envolvem engenharia de precisão quântica de ponta. Os detectores LVK continuam sendo, de longe, as réguas mais precisas para fazer medições já criadas por humanos. As distorções do espaço-tempo induzidas por ondas gravitacionais são incrivelmente minúsculas. Por exemplo, o LIGO detecta mudanças no espaço-tempo menores que 1/10.000 da largura de um próton. Isso é 700 trilhões de vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano.

A sensibilidade aprimorada do LIGO é exemplificada na descoberta recente de uma fusão de buracos negros, denominada GW250114 (os números indicam a data em que o sinal da onda gravitacional chegou à Terra: 14 de janeiro de 2025). O evento não foi muito diferente da primeira detecção do LIGO (chamada GW150914), ambas envolvem a colisão de buracos negros a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância, com massas entre 30 e 40 vezes a do nosso Sol. Mas, graças a 10 anos de avanços tecnológicos que reduziram o ruído instrumental, o sinal do GW250114 está dramaticamente mais claro.

Ao analisar as frequências das ondas gravitacionais emitidas pela fusão, a equipe do LVK forneceu a melhor evidência observacional captada até o momento para o que é conhecido como teorema da área do buraco negro, uma ideia proposta por Stephen Hawking em 1971 que afirma que as áreas superficiais totais dos buracos negros não podem diminuir. Quando os buracos negros se fundem, suas massas se combinam, aumentando a área superficial. Mas eles também perdem energia na forma de ondas gravitacionais. Além disso, a fusão pode fazer com que o buraco negro combinado aumente seu spin, o que o leva a ter uma área menor.

O teorema da área do buraco negro afirma que, apesar desses fatores concorrentes, a área superficial total deve aumentar de tamanho. Mais tarde, Hawking e o físico Jacob Bekenstein concluíram que a área de um buraco negro é proporcional à sua entropia, ou grau de desordem. As descobertas abriram caminho para trabalhos inovadores posteriores no campo da gravidade quântica, que busca unir dois pilares da física moderna: a relatividade geral e a física quântica. Os buracos negros iniciais tinham uma área de superfície total de 240.000 quilômetros quadrados, enquanto a área final era de cerca de 400.000 quilômetros quadrados.

Outras descobertas científicas do LVK incluem a primeira detecção de colisões entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro; fusões assimétricas, nas quais um buraco negro é significativamente mais massivo que seu parceiro; a descoberta dos buracos negros mais leves conhecidos, desafiando a ideia de que existe uma "lacuna de massa" entre estrelas de nêutrons e buracos negros; e a fusão de buracos negros mais massiva já vista, com uma massa combinada de 225 massas solares.

Olhando para um futuro mais distante, a equipe está trabalhando em um conceito para um detector ainda maior, chamado Cosmic Explorer, que teria braços de 40 quilômetros de comprimento (os observatórios gêmeos LIGO têm braços de 4 quilômetros). Um projeto europeu, chamado Telescópio Einstein, também planeja construir um ou dois enormes interferômetros subterrâneos com braços de mais de 10 quilômetros de comprimento. Observatórios nessa escala permitiriam aos cientistas ouvir as primeiras fusões de buracos negros no Universo.

Fonte: California Institute of Technology

O buraco negro mais antigo do Universo

Astrônomos identificaram o buraco negro mais distante do Universo.

© Erick Zumalt (ilustração da galáxia CAPERS-LRD-z9)

O buraco negro e a galáxia hospedeira, CAPERS-LRD-z9, estão presentes 500 milhões de anos após o Big Bang. Isto coloca-o 13,3 bilhões de anos no passado, quando o Universo tinha apenas 3% da sua idade atual, constituindo uma oportunidade única para estudar a estrutura e a evolução deste período enigmático.

Embora os astrônomos tenham encontrado alguns candidatos mais distantes, ainda não encontraram a assinatura espectroscópica distinta associada a um buraco negro. Com a espectroscopia, é possível analisar a luz nos seus vários comprimentos de onda para estudar as características de um objeto. Para identificar buracos negros, são procurados indícios de gás em movimento rápido. À medida que circula e cai num buraco negro, a luz do gás que se afasta de nós é esticada para comprimentos de onda muito mais vermelhos, e a luz do gás que se aproxima de nós é comprimida para comprimentos de onda muito mais azuis.

Os astrônomos utilizaram dados do programa CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) do telescópio espacial James Webb para a sua pesquisa. Lançado em 2021, o JWST fornece as vistas mais distantes disponíveis do espaço, e o CAPERS fornece observações da orla mais externa.

Inicialmente visto como uma mancha interessante nas imagens do programa, CAPERS-LRD-z9 acabou por fazer parte de uma nova classe de galáxias conhecidas como "Pequenos Pontos Vermelhos". Presentes apenas nos primeiros 1,5 bilhões de anos do Universo, estas galáxias são muito compactas, vermelhas e inesperadamente brilhantes. Por um lado, esta galáxia vem juntar-se à evidência crescente de que os buracos negros supermassivos são a fonte do brilho inesperado dos Pequenos Pontos Vermelhos. Normalmente, esse brilho indicaria uma abundância de estrelas numa galáxia. No entanto, os Pequenos Pontos Vermelhos existem num momento em que uma massa tão grande de estrelas é improvável. 

Esta galáxia é também notável pela dimensão colossal do seu buraco negro. Estimado em 300 milhões de vezes mais do que o nosso Sol, a sua massa chega a ser metade da de todas as estrelas da galáxia. Mesmo entre os buracos negros supermassivos, este é particularmente grande. Encontrar um buraco negro tão massivo tão cedo fornece aos astrônomos uma oportunidade valiosa para estudar o desenvolvimento destes objetos. Um buraco negro presente no Universo mais recente terá tido diversas oportunidades de aumentar de volume durante a sua vida. Mas um presente nas primeiras centenas de milhões de anos não teria.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: McDonald Observatory

Imagem de dois buracos negros supermassivos em fusão

Há mais de 150 anos que a galáxia OJ 287 e as suas variações de brilho, a cinco bilhões de anos-luz de distância, intrigam e fascinam os astrônomos, pois suspeitam que dois buracos negros supermassivos estejam se fundindo no núcleo.

© U. Heidelberg (galáxia OJ 287 e a fusão de dois buracos negros)

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Dra. Efthalia Traianou, da Universidade de Heidelberg, conseguiu recentemente captar uma imagem do centro da galáxia com um grande nível de detalhe. A imagem revolucionária, captada com a ajuda de um radiotelescópio espacial, mostra um segmento até agora desconhecido e fortemente curvado do jato de plasma que gira para fora do centro da galáxia. A imagem fornece novas informações sobre as condições extremas que reinam em torno de buracos negros supermassivos.

O núcleo da galáxia OJ 287 pertence à classe dos blazares, que exibem alta atividade e luminosidade impressionante. As forças motoras por trás destes núcleos galácticos ativos são os buracos negros. Eles absorvem matéria dos seus arredores e podem lançá-la na forma de jatos de plasma gigantes compostos por radiação cósmica, calor, átomos pesados e campos magnéticos. 

A imagem, que penetra profundamente no centro da galáxia, revela uma estrutura fortemente curvada e semelhante a uma fita do jato; também aponta para novas informações sobre a composição e comportamento do jato de plasma. Algumas regiões excedem temperaturas de dez trilhões Kelvin, evidência de energia e movimento extremos nas proximidades de um buraco negro.

Foi observado também a formação, propagação e colisão de uma nova onda de choque ao longo do jato e sendo atribuída a uma energia de trilhões de elétrons-volt, a partir de uma medição incomum de raios gama realizada em 2017. A imagem rádio foi obtida com um interferômetro de rádio composto por um radiotelescópio em órbita da Terra, uma antena de dez metros de diâmetro da missão RadioAstron a bordo do satélite Spektr-R, e uma rede de 27 observatórios terrestres distribuídos pela Terra.

Desta forma, os pesquisadores conseguiram criar um telescópio espacial virtual com um diâmetro cinco vezes maior do que o diâmetro da Terra; a sua alta resolução deriva da distância entre os observatórios de rádio individuais. A imagem é baseada num método de medição que aproveita a natureza ondulatória da luz e as ondas sobrepostas associadas.

A imagem interferométrica reforça a hipótese de que, no interior da galáxia OJ 287, está localizado um sistema binário de buracos negros supermassivos. Fornece também informações importantes sobre o modo como os movimentos desses buracos negros influenciam a forma e a orientação dos jatos de plasma emitidos.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Heidelberg University

Detectado tipo raro de buraco negro devorando uma estrela

O telescópio espacial Hubble e o observatório de raios X Chandra uniram-se para identificar um novo possível exemplo de uma classe rara de buracos negros. Com o nome NGC 6099 HLX-1, esta fonte brilhante de raios X parece residir num aglomerado estelar compacto situado numa galáxia elíptica gigante.

© NASA (NGC 6098, NGC 6099 e HLX-1)

Imagem, obtida pelo telescópio espacial Hubble, de um par de galáxias: NGC 6099 (em baixo à esquerda) e NGC 6098 (em cima, para a direita do centro). A mancha roxa representa a emissão de raios X de um aglomerado estelar compacto. Os raios X são produzidos por um buraco negro de massa intermediária que está destruindo uma estrela.

Apenas alguns anos após o seu lançamento em 1990, o Hubble descobriu que as galáxias em todo o Universo podem abrigar buracos negros supermassivos nos seus centros, contendo milhões ou bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Além disso, as galáxias também contêm milhões de pequenos buracos negros com menos de 100 vezes a massa do Sol. Estes formam-se quando estrelas massivas chegam ao fim das suas vidas.

Muito mais elusivos são os buracos negros de massa intermediária, contendo algumas centenas a algumas centenas de milhares de vezes a massa do nosso Sol. Esta categoria de buracos negros, nem muito grandes nem muito pequenos, é muitas vezes invisível porque não devoram tanto gás e estrelas como os supermassivos, que emitem radiação poderosa.

Para serem encontrados, os buracos negros de massa intermediária precisam ser captados quando estiverem se alimentando. Quando ocasionalmente devoram uma infeliz estrela passageira, gerando um evento de perturbação de marés, emitem uma grande quantidade de radiação. O mais recente e provável buraco negro de massa intermediária, apanhado se alimentando, está localizado nos arredores da galáxia NGC 6099, a aproximadamente 40.000 anos-luz do centro da galáxia. A galáxia está localizada a cerca de 450 milhões de anos-luz de distância, na direção da constelação de Hércules.

Os astrônomos viram pela primeira vez uma fonte incomum de raios X numa imagem captada pelo Chandra em 2009. Em seguida, acompanharam a sua evolução com o observatório espacial XMM-Newton da ESA. Fontes de raios X com luminosidade tão extrema são raras fora dos núcleos galácticos e podem servir como uma sonda fundamental para identificar buracos negros elusivos de massa intermediária. Representam um elo crucial que faltava na evolução dos buracos negros entre os de massa estelar e os supermassivos. 

A emissão de raios X proveniente de NGC 6099 HLX-1 tem uma temperatura de 3 milhões Kelvin, consistente com um evento de perturbação de marés. O Hubble encontrou evidências de um pequeno aglomerado de estrelas em torno do buraco negro. Esse aglomerado daria ao buraco negro muito que devorar, porque as estrelas estão tão próximas umas das outras que apenas alguns meses-luz de distância as separa (cerca de 800 bilhões de quilômetros). O suspeito buraco negro de massa intermediária atingiu o brilho máximo em 2012 e depois continuou diminuindo até 2023. As observações ópticas e de raios X durante esse período não se sobrepõem, o que complica a interpretação.

O buraco negro pode ter dilacerado uma estrela capturada, criando um disco de plasma que exibe variabilidade, ou pode ter formado um disco que cintila à medida que o gás cai em direção ao buraco negro. Se o buraco negro de massa intermediária está devorando uma estrela, quanto tempo leva para engolir o seu gás?

Em 2009, HLX-1 era razoavelmente brilhante. Em 2012, ficou cerca de 100 vezes mais brilhante. E depois diminuiu novamente. Portanto, agora é necessário esperar para ver se está brilhando várias vezes, ou se houve um início, um pico e se vai diminuir até desaparecer.

Presume-se que exista um buraco negro supermassivo no núcleo da galáxia, que atualmente está inativo e não está devorando nenhuma estrela. A equipe enfatiza que fazer um levantamento dos buracos negros de massa intermediária pode revelar como os maiores buracos negros supermassivos se formam.

Existem duas teorias alternativas. Uma é que os buracos negros de massa intermediária são as sementes da formação de buracos negros ainda maiores, ao se fundirem, já que as grandes galáxias crescem ao absorver galáxias menores. O buraco negro no centro de uma galáxia também cresce durante essas fusões. As observações do Hubble revelaram uma relação proporcional: quanto mais massiva a galáxia, maior o buraco negro.

O quadro emergente com esta nova descoberta é que as galáxias podem ter "buracos negros de massa intermediária satélites" que orbitam no halo de uma galáxia, mas nem sempre caem para o centro. Outra teoria é que as nuvens de gás no meio dos halos de matéria escura no início do Universo não formam estrelas primeiro, mas simplesmente colapsam diretamente num buraco negro supermassivo.

A descoberta do telescópio espacial James Webb da NASA, de buracos negros muito distantes que são desproporcionalmente mais massivos em relação à sua galáxia hospedeira, tende a apoiar esta ideia. No entanto, pode haver um viés observacional referente à detecção de buracos negros extremamente massivos no Universo distante, porque os de tamanho menor são demasiado fracos para serem vistos. Na realidade, pode haver mais variedade na forma como o nosso Universo dinâmico constrói buracos negros.

Os buracos negros supermassivos que colapsam dentro de halos de matéria escura podem simplesmente crescer de uma forma diferente daqueles que vivem em galáxias anãs, onde a acreção dos buracos negros pode ser o mecanismo preferido de crescimento.

O desafio é que o Chandra e o XMM-Newton observam apenas uma pequena fração do céu, por isso não encontram frequentemente novos eventos de perturbação de marés nos quais os buracos negros consomem estrelas. O Observatório Vera C. Rubin, no Chile, um telescópio de observação de todo o céu, pode detectar esses eventos no visível a centenas de milhões de anos-luz de distância. Observações de acompanhamento com o Hubble e com o Webb podem revelar o aglomerado de estrelas em torno do buraco negro.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics