MADRID 28 jul. (EUROPA PRESS) -
O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e o Observatório de Raios X Chandra da NASA se uniram para identificar um novo exemplo possível de uma classe incomum de buracos negros.
Chamada de NGC 6099 HLX-1, essa fonte brilhante de raios X parece residir em um aglomerado estelar compacto em uma galáxia elíptica gigante.
Apenas alguns anos após seu lançamento em 1990, o Hubble descobriu que as galáxias em todo o universo podem conter buracos negros supermassivos em seus centros, com uma massa milhões ou bilhões de vezes maior que a do nosso Sol. Além disso, as galáxias também contêm até milhões de pequenos buracos negros com massa inferior a 100 vezes a do Sol. Eles se formam quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas.
Muito mais evasivos são os buracos negros de massa intermediária (IMBHs), com uma massa que varia de algumas centenas a algumas dezenas de milhares de vezes a do nosso Sol. Essa categoria de buracos negros, nem muito grande nem muito pequena, geralmente é invisível para nós porque os IMBHs não absorvem tanto gás e estrelas quanto os supermassivos, que emitiriam uma radiação poderosa. Para encontrá-los, é necessário pegá-los no meio de sua busca por alimento. Quando, ocasionalmente, eles devoram uma estrela próxima que está fora de seu alcance - no que os astrônomos chamam de evento de ruptura de maré - eles liberam uma onda de radiação.
O IMBH mais provável, capturado por dados de telescópio, encontra-se nos arredores da galáxia NGC 6099, a cerca de 40.000 anos-luz de seu centro, conforme descrito em um novo estudo publicado no Astrophysical Journal. A galáxia fica a cerca de 450 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Hércules.
Os astrônomos detectaram pela primeira vez uma fonte incomum de raios X em uma imagem tirada pelo Chandra em 2009. Em seguida, eles acompanharam sua evolução com o observatório espacial XMM-Newton da ESA. "As fontes de raios X com luminosidade tão extrema são raras fora dos núcleos galácticos e podem servir como uma sonda fundamental para identificar os evasivos IMBHs. Elas representam um elo crucial que faltava na evolução dos buracos negros entre a massa estelar e os buracos negros supermassivos", disse o autor principal Yi-Chi Chang, da Universidade Nacional Tsing Hua, em Hsinchu, Taiwan.
A emissão de raios X da NGC 6099 HLX-1 tem uma temperatura de 3 milhões de graus, o que é consistente com um evento de ruptura por maré. O Hubble encontrou evidências de um pequeno aglomerado de estrelas ao redor do buraco negro. Esse aglomerado daria ao buraco negro muito para se alimentar, pois as estrelas estão tão próximas umas das outras que estão separadas por apenas alguns meses-luz (cerca de 800 bilhões de quilômetros).
O suposto IMBH atingiu seu brilho máximo em 2012 e depois continuou a diminuir 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 destruído uma estrela capturada, criando um disco de plasma com variabilidade, ou pode ter formado um disco cintilante à medida que o gás se aproxima do buraco negro.
"Se o IMBH está devorando uma estrela, quanto tempo leva para absorver seu gás? Em 2009, o HLX-1 era bastante brilhante. Depois, em 2012, estava cerca de 100 vezes mais brilhante. E depois voltou a escurecer", disse o coautor do estudo Roberto Soria, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália (INAF). "Portanto, agora temos de esperar para ver se ela está apresentando várias explosões ou se houve um início, um pico, e agora ela simplesmente diminuirá e desaparecerá.
O IMBH está localizado na periferia da galáxia hospedeira, NGC 6099, a cerca de 40.000 anos-luz do centro da galáxia. Presume-se que haja um buraco negro supermassivo no núcleo da galáxia, que atualmente está inativo e não está devorando nenhuma estrela.
DUAS TEORIAS
A equipe enfatiza que o estudo dos IMBHs pode revelar como os maiores buracos negros supermassivos se formam inicialmente. Há duas teorias alternativas. Uma delas sustenta que os IMBHs são a semente para a formação de buracos negros ainda maiores à medida que se fundem, pois as grandes galáxias crescem absorvendo galáxias menores. O buraco negro no centro de uma galáxia também cresce durante essas fusões. As observações do Hubble revelaram uma relação proporcional: quanto maior a massa da galáxia, maior o buraco negro. A perspectiva emergente com essa nova descoberta é que as galáxias podem ter "IMBHs satélites" que orbitam no halo de uma galáxia, mas nem sempre caem no centro.
Outra teoria sustenta que as nuvens de gás no meio dos halos de matéria escura no universo primitivo não formam estrelas primeiro, mas colapsam diretamente em um buraco negro supermassivo. A descoberta pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA de buracos negros muito distantes com uma massa desproporcionalmente maior em relação à sua galáxia hospedeira tende a apoiar essa ideia.
Entretanto, pode haver uma tendência observacional para a detecção de buracos negros extremamente maciços no Universo distante, pois os menores são muito fracos para serem vistos. Na realidade, pode haver mais variedade na forma como nosso Universo dinâmico constrói buracos negros. Os buracos negros supermassivos que colapsam em halos de matéria escura podem simplesmente crescer de forma diferente daqueles que vivem em galáxias anãs, onde a acreção de buracos negros pode ser o mecanismo de crescimento preferido.
"Portanto, esperamos encontrar mais buracos negros flutuando livremente que de repente se tornem [um fenômeno semelhante à matéria escura]", disse Soria.
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