Fale sobre um bairro difícil! Até os buracos negros não são bem-vindos na galáxia CID-42, localizada a cerca de 4 bilhões de anos-luz da Terra. Esse fenômeno, conhecido como buraco negro recuado, ocorre devido a uma onda gravitacional "chutada" da fusão de dois buracos negros.
Embora seja provável que esse evento seja raro, isso pode significar a existência de buracos negros gigantes vagando sem serem detectados nos vastos espaços entre galáxias.
"Esses buracos negros seriam invisíveis para nós", disse Laura Blecha, do Harvard Center for Astrophysics, co-autor de um novo estudo, "porque consumiram todo o gás ao seu redor depois de serem jogados para fora de sua galáxia".
Observações anteriores do CID-42 detectaram uma fonte brilhante de raios-X provavelmente causada por material superaquecido em torno de um ou mais buracos negros supermassivos. No entanto, os astrônomos não conseguiram distinguir se os raios X vieram de uma ou de ambas as fontes ópticas porque Chandra não estava apontado diretamente para o CID-42, fornecendo uma fonte de raios X menos nítida do que o habitual.
Os novos dados ajudam a esclarecer que os raios X eram provenientes apenas de uma das fontes. A equipe pensa que quando duas galáxias colidiram, os buracos negros supermassivos no centro de cada galáxia também colidiram. Os dois buracos negros se fundiram para formar um único buraco negro que se retraiu das ondas gravitacionais produzidas pela colisão, o que deu ao buraco negro recém-fundido um chute suficientemente grande para que ele finalmente escapasse da galáxia.
"É difícil acreditar que um buraco negro supermassivo pesando milhões de vezes a massa do Sol possa ser movido, e muito menos expulso de uma galáxia a uma velocidade enorme", disse Francesca Civano, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA). ), que liderou o novo estudo. "Mas esses novos dados apóiam a idéia de que ondas gravitacionais - ondulações no tecido do espaço predito por Albert Einstein, mas nunca detectadas diretamente - podem exercer uma força extremamente poderosa".
Quase um século atrás, Albert Einstein formulou o conjunto moderno de equações - relatividade geral - que são usadas para descrever a gravidade.
"As equações de Einstein são tão complicadas que conseguimos resolvê-las com precisão há apenas alguns anos para um sistema relativamente simples de dois buracos negros em uma órbita vinculada", disse o coautor Avi Loeb, do Harvard Center for Astrophysics. “Esse sistema se forma naturalmente como resultado de uma fusão entre duas galáxias, cada uma hospedando um único buraco negro no centro. A solução exata para as equações de Einstein, obtida com sofisticados algoritmos de computador, mostra que os dois buracos negros se fundem em um único buraco negro que é chutado em uma direção preferida como um foguete devido à emissão direcional de ondas gravitacionais que servem como substância que sai do escapamento do foguete. ”
Se o CID-42 foi realmente produzido por esse mecanismo, ele fornece a primeira validação observacional das equações de Einstein no regime inexplorado de forte gravidade dinâmica, responsável por chutes de ondas gravitacionais.
Dados adicionais dos telescópios terrestres Magellan e Very Large no Chile forneceram um espectro que sugeria que as duas fontes no CID-42 estão se afastando a uma velocidade de pelo menos 5 milhões de quilômetros por hora (3 milhões de milhas por hora).
Existem duas outras explicações possíveis para o que está acontecendo no CID-42. Um envolveria um encontro entre três buracos negros supermassivos, resultando na saída do mais leve. Outra idéia é que o CID-42 contém dois buracos negros supermassivos espiralando um em direção ao outro, em vez de um se afastando rapidamente.
Ambas as explicações alternativas exigiriam que pelo menos um dos buracos negros supermassivos fosse muito obscurecido, pois apenas uma fonte de raios-X brilhante é observada. Assim, os dados do Chandra apóiam a idéia de um buraco negro recuando por causa das ondas gravitacionais.
Esses resultados aparecerão na edição de 10 de junho do The Astrophysical Journal.
Leia os jornais da equipe:
Chandra Observações de alta resolução do CID-42, um candidato que recolhe SMBH
Restrições à natureza do CID-42: retrocesso ou par supermassivo de buraco negro?
Fonte: NASA, Chandra
