Teoricamente, buracos negros emparelhados são comuns, mas escaparam da detecção - até agora.
Os astrônomos Todd Boroson e Tod Lauer, do Observatório Nacional de Astronomia Óptica (NOAO), em Tucson, Arizona, descobriram o que parece ser dois enormes buracos negros orbitando um ao outro no centro de uma galáxia. A descoberta deles aparece na edição desta semana deNatureza.
Os astrônomos suspeitam há muito tempo que a maioria das galáxias grandes abriga buracos negros no centro e que a maioria das galáxias sofreu algum tipo de fusão durante a vida. Mas embora os sistemas binários de buracos negros devam ser comuns, eles se mostraram difíceis de encontrar. Boroson e Lauer acreditam que encontraram uma galáxia que contém dois buracos negros, que orbitam entre si a cada 100 anos. Eles parecem estar separados por apenas 1/10 de parsec, um décimo da distância da Terra até a estrela mais próxima.
Depois que uma galáxia se forma, é provável que um buraco negro maciço também possa se formar no centro. Como muitas galáxias são encontradas em aglomerados de galáxias, galáxias individuais podem colidir umas com as outras enquanto orbitam no aglomerado. O mistério é o que acontece com esses buracos negros centrais quando as galáxias colidem e acabam se fundindo. A teoria prevê que eles irão orbitar um ao outro e eventualmente se fundirão em um buraco negro ainda maior.
"Trabalhos anteriores identificaram possíveis exemplos de buracos negros a caminho da fusão, mas o caso apresentado por Boroson e Lauer é especial porque o emparelhamento é mais apertado e as evidências muito mais fortes", escreveu Jon Miller, astrônomo da Universidade de Michigan, em um editorial de acompanhamento.
O material que cai em um buraco negro emite luz em regiões estreitas de comprimento de onda, formando linhas de emissão que podem ser vistas quando a luz é dispersa em um espectro. As linhas de emissão carregam as informações sobre a velocidade e a direção do buraco negro e o material que cai nele. Se dois buracos negros estiverem presentes, eles orbitariam um ao outro antes da fusão e teriam uma assinatura dupla característica em suas linhas de emissão. Esta assinatura foi encontrada agora.
O buraco negro menor tem uma massa 20 milhões de vezes a do sol; o maior é 50 vezes maior, conforme determinado pelas suas velocidades orbitais.
Boroson e Lauer usaram dados do Sloan Digital Sky Survey, um telescópio de 2,5 metros de diâmetro no Apache Point, no sul do Novo México, para procurar essa característica assinatura de buraco negro duplo entre 17.500 quasares.
Os quasares são as versões mais luminosas da classe geral de objetos, conhecidas como galáxias ativas, que podem ser cem vezes mais brilhantes que a galáxia da Via Láctea e alimentadas pelo acúmulo de material em buracos negros supermassivos em seus núcleos. Os astrônomos encontraram mais de 100.000 quasares.
Boroson e Lauer tiveram que eliminar a possibilidade de estarem vendo duas galáxias, cada uma com seu próprio buraco negro, sobrepostas uma à outra. Para tentar eliminar essa possibilidade de superposição, eles determinaram que os quasares estavam na mesma distância determinada no desvio para o vermelho e que havia a assinatura de apenas uma galáxia hospedeira.
"O conjunto duplo de linhas de emissão amplas é uma evidência bastante conclusiva de dois buracos negros", disse Boroson. “Se, de fato, essa foi uma superposição casual, um dos objetos deve ser bem peculiar. Uma coisa legal desse sistema binário de buraco negro é que prevemos que veremos mudanças observáveis de velocidade dentro de alguns anos, no máximo. Podemos testar nossa explicação de que o sistema binário de buracos negros está incorporado em uma galáxia que é o resultado de uma fusão de duas galáxias menores, cada uma das quais continha um dos dois buracos negros. ”
Legenda da imagem principal (mais): concepção artística do sistema binário supermassivo de buracos negros. Cada buraco negro é cercado por um disco de material gradualmente espiralando ao seu alcance, liberando radiação de raios-x para ondas de rádio. Os dois buracos negros completam uma órbita em torno de seu centro de massa a cada 100 anos, viajando com uma velocidade relativa de 6000 quilômetros (3.728 milhas) por segundo. (Crédito: P. Marenfeld, NOAO)
Fonte: NOAO
