Para a maioria das pessoas, a perspectiva de medir a massa exata de objetos espaciais gigantes que viajam no universo parece irreal. Mas, depois de instalar no norte do Chile a última antena do radiotelescópio ALMA, que funciona tanto com comprimentos de onda milimétricos quanto submilimétricos, essa tarefa tornou-se bastante administrável. O campo de antena do gigante ALMA ocupa 16 quilômetros do deserto do Atacama e une 66 antenas. Todos trabalham juntos, como um enorme telescópio de alta precisão. Entretanto, determinar a massa exata de buracos negros supergigantes localizados a distâncias de milhões de anos-luz da superfície da Terra está longe de ser simples.
Onde buracos negros se escondem?
Astrônomos há muito tempo revelaram que tais corpos cósmicos, possuindo uma massa gigantesca, estão escondidos dentro dos núcleos da maioria das galáxias. Esses objetos foram formados como resultado da evolução de suas galáxias hospedeiras, durante longos bilhões de anos. E o estudo deles é uma tarefa prioritária da astrofísica moderna. Os buracos negros são uma grande contribuição para a formação de novas estrelas. Eles, como todos os objetos vivos do Universo, gradualmente crescem e evoluem, tendo um impacto significativo no meio interestelar. Existem várias maneiras de determinar a massa desses whopper. Para selecionar cada um deles, certos critérios são avaliados: a distância do objeto, o tipo de galáxia e outros.
Monstro na Via Láctea
Nossa Via Láctea também possui um buraco negro supermassivo em seu núcleo. Ela foi vista na constelação de Sagitário, como uma poderosa fonte de ondas de rádio. Os astrônomos, usando telescópios infravermelhos incrivelmente precisos, foram capazes de rastrear as trajetórias de outras estrelas em torno deste ponto, irradiando as mais poderosas ondas de rádio. Como resultado de tais estudos, a massa deste buraco negro, que é 4 milhões de vezes a massa da nossa estrela, o Sol, foi determinada.
É possível medir buracos negros na estrutura dos núcleos de galáxias distantes?
Medir a massa do monstro cósmico mais próximo da Terra não é tão difícil para os astrofísicos modernos. Afinal, está localizado bem perto dos nossos observatórios terrestres - "apenas" 25 mil anos-luz. Que tal determinar o tamanho e a massa de buracos negros escondidos nos núcleos de outras galáxias? Eles estão tão longe da Terra que medir a velocidade de rotação das estrelas em seus núcleos é impossível mesmo com o uso de telescópios infravermelhos. Os cientistas tentam este método: eles acham objetos radio-brilhantes de mega-caçadores (geradores quânticos que emitem ondas eletromagnéticas na faixa de centímetros) e os observam se moverem ao redor do centro - o buraco negro. Megamasers fazem o papel de um farol, mas infelizmente para os astrônomos, eles não estão em todas as galáxias.
Outro método é praticado: o estudo do movimento de gases ionizados dentro dos núcleos galácticos. Existe um algoritmo para calcular a massa de buracos negros com base na velocidade de movimento de tais nuvens de gás. Este método só pode ser usado para medir objetos em galáxias elípticas e é completamente inadequado para determinar a massa de buracos negros supermassivos escondidos nos núcleos de galáxias em forma de espiral. A possibilidade de tais medições tem apenas o telescópio super-gigante ALMA.
O que o telescópio ALMA aprendeu?
A galáxia espiral NGC 1097, que está a quase 45 milhões de anos-luz de distância de nós e está localizada na constelação do hemisfério sul Pec, recentemente se interessou por um grupo de cientistas liderados por Kyoko Onishi. Eles estudaram a configuração e velocidade de movimento em torno do núcleo das moléculas de duas substâncias: cianeto de hidrogênio (HCN), formílio (HCO +). Então, usando modelos de computador desenvolvidos com o telescópio ALMA, eles puderam verificar que tais indicadores são característicos de buracos negros pesando 140 milhões de massas solares. Acontece que o buraco negro da galáxia NGK 1097 é supermassivo. É 35 vezes maior que a nossa, localizada na Via Láctea.
Este estudo foi o primeiro a ser realizado usando ALMA em uma galáxia em forma de espiral com um jumper. Agora a astrofísica, usando este modelo, será capaz de medir outros objetos espaciais massivos. Esses estudos ajudarão a humanidade a entender como eles afetam uns aos outros e a outros corpos cósmicos.
