UNIVERSIDAD DE PORTSMOUTH
MADRID 19 fev. (EUROPA PRESS) -
Usando dados do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), os astrônomos compilaram um tesouro de buracos negros ativos em galáxias anãs e candidatos a buracos negros de massa intermediária.
Essa dupla conquista não apenas amplia a compreensão dos cientistas sobre a população de buracos negros no Universo, mas também abre caminho para futuras explorações sobre a formação dos primeiros buracos negros a se formarem no Universo e seu papel na evolução das galáxias, segundo os autores.
O projeto DESI é uma colaboração internacional de mais de 900 pesquisadores de mais de 70 instituições de todo o mundo e é gerenciado pelo Berkeley Lab.
O DESI é um instrumento de última geração que pode captar a luz de 5.000 galáxias simultaneamente. Ele está instalado no telescópio de 4 metros Nicholas U. Mayall, no Observatório Kitt Peak, nos Estados Unidos. O programa está agora em seu quarto de cinco anos de levantamentos do céu e espera-se que observe aproximadamente 40 milhões de galáxias e quasares até o final do projeto.
Com os primeiros dados do DESI, incluindo a validação do levantamento e 20% do primeiro ano de operações, a equipe, liderada pelo pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Utah (EUA), Ragadeepika Pucha, conseguiu obter um conjunto de dados sem precedentes que inclui os espectros de 410.000 galáxias, incluindo aproximadamente 115.000 galáxias anãs, galáxias pequenas e difusas que contêm de milhares a vários bilhões de estrelas e muito pouco gás. Esse grande conjunto permitiria que Pucha e sua equipe explorassem a complexa interação entre a evolução dos buracos negros e a evolução das galáxias anãs.
Embora os astrofísicos estejam razoavelmente certos de que todas as galáxias maciças, como a Via Láctea, abrigam buracos negros em seus centros, o quadro se torna nebuloso à medida que nos aproximamos da extremidade de baixa massa do espectro. Encontrar buracos negros é um desafio por si só, mas identificá-los em galáxias anãs é ainda mais difícil, devido ao seu pequeno tamanho e à capacidade limitada de nossos instrumentos atuais de resolver as regiões próximas a esses objetos. Entretanto, é mais fácil detectar um buraco negro que esteja se alimentando ativamente.
"Quando um buraco negro no centro de uma galáxia começa a se alimentar, ele libera uma enorme quantidade de energia em seu entorno, transformando-se no que chamamos de núcleo galáctico ativo", observa Pucha em um comunicado. "Essa atividade espetacular serve como um farol que nos permite identificar buracos negros ocultos nessas pequenas galáxias.
A partir de sua busca, a equipe identificou um número surpreendente de 2.500 galáxias anãs candidatas que abrigam um núcleo galáctico ativo (AGN), a maior amostra já descoberta. A fração significativamente mais alta de galáxias anãs que abrigam um AGN (2%) em relação a estudos anteriores (cerca de 0,5%) é um resultado empolgante e sugere que os cientistas têm ignorado um número substancial de buracos negros de baixa massa não descobertos.
Em uma pesquisa independente nos dados do DESI, a equipe identificou 300 candidatos a buracos negros de massa intermediária, a coleção mais extensa até o momento. A maioria dos buracos negros é leve (menos de 100 vezes a massa do nosso Sol) ou supermassiva (mais de um milhão de vezes a massa do nosso Sol). Os buracos negros que se encontram entre esses dois extremos são pouco compreendidos, mas acredita-se que sejam as relíquias dos primeiros buracos negros que se formaram no Universo primitivo e as sementes dos buracos negros supermassivos encontrados no centro das grandes galáxias atuais. Entretanto, eles permanecem esquivos, com apenas 100 a 150 candidatos a buracos negros de massa intermediária conhecidos até o momento. Com a grande população descoberta pelo DESI, os cientistas agora têm um novo e poderoso conjunto de dados para usar no estudo desses enigmas cósmicos.
"O design tecnológico do DESI foi importante para esse projeto, em particular o tamanho pequeno de suas fibras, que nos permitiu ampliar melhor o centro das galáxias e identificar os sinais sutis dos buracos negros ativos", diz Stephanie Juneau, astrônoma associada do NOIRLab e coautora do artigo. "Com outros espectrógrafos de fibra com fibras maiores, mais luz estelar entra da periferia da galáxia e dilui os sinais que estamos procurando. Isso explica por que conseguimos encontrar uma fração maior de buracos negros ativos nesse trabalho em relação a esforços anteriores."
Em geral, espera-se que os buracos negros encontrados em galáxias anãs estejam no regime de massa intermediária. Mas, curiosamente, apenas 70 dos candidatos a buracos negros de massa intermediária recém-descobertos se sobrepõem aos candidatos a AGNs anões. Isso acrescenta outra camada de entusiasmo às descobertas e levanta questões sobre a formação e a evolução dos buracos negros dentro das galáxias.
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