Os astrônomos descobriram uma discrepância bastante estranha no centro de uma galáxia distante - ela contém dois buracos negros supermassivos, mas um desses buracos negros está "nu" e cercado por apenas algumas estrelas. Em contraste, a irmã desse buraco negro apenas vibra de um aglomerado de estrelas.
Esta descoberta, de acordo com observações do Telescópio Espacial Hubble e do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, fez os astrônomos se perguntarem: por que alguns buracos negros têm um aglomerado de estrelas ao seu redor, enquanto outros são privados dele? Além disso, como esse contraste afeta a evolução de um buraco negro e como isso afeta a evolução de galáxias inteiras?
Como o Discovery News relata, no início desta semana, a primeira chave para a estranha diferença no SDSS J1126 + 2944 é que essa galáxia em particular é o resultado de uma fusão de galáxias. Fusões ocorrem quando duas (ou mais) galáxias colidem e caem na armadilha de sua gravidade mútua. Algumas estrelas estão espalhadas em um choque dramático, mas na maior parte, as estrelas se misturam e depois se estabelecem (ganham o lugar delas). (Acredita-se que galáxias massivas como a Via Láctea são de fato remanescentes desmontados de muitas pequenas galáxias).
Afinal, buracos negros supermassivos, que se acredita esconder nos núcleos da maioria das galáxias do universo, podem se fundir, criando buracos negros supermassivos. Esta é a parte inevitável do crescimento de um buraco negro na evolução das galáxias.
Mas no caso do SDSS K1126 + 2944, os dois buracos negros ainda estão distantes um do outro e foram apresentados em um novo estudo nesta semana na American Astronomical Society (AAS) durante o encontro de Kissimmee, Flórida, publicado no Astrophysical Journal. Os pesquisadores lançaram todas as suas forças para entender por que um dos buracos negros tem uma população de estrelas - uma característica que, sem dúvida, afetará sua oferta de matéria em queda. "Um buraco negro morreu de fome e tem 500 vezes menos estrelas associadas a ele do que outro buraco negro", disse a pesquisadora Julie Comerford, do Colorado, na Universidade de Boulder. "A questão é por que existe tal discrepância".
Comerford acredita que existem duas possibilidades. Primeiro de tudo, durante a confluência de duas galáxias, forças de maré e gravitacionais romperam a vizinhança do buraco negro e espalharam as estrelas ao redor. Mas há outra explicação bastante curiosa que pode preencher a lacuna em nosso conhecimento sobre como os buracos negros crescem.
Em astrofísica, sabemos que a maioria dos buracos negros tem de 5 a 100 massas solares, que ficam para trás depois que uma estrela massiva vai para uma supernova e estamos familiarizados com buracos negros “supermassivos” em núcleos galácticos que têm massa de algumas centenas de milhares milhões (ou mesmo bilhões) de massas solares. Você deve ter notado que existe uma enorme lacuna de massa entre esses dois tipos de buracos negros. Se os buracos negros começam com tamanhos pequenos e crescem mais com o tempo, que tipos de buracos negros formam uma ponte entre a massa estelar do buraco negro e os monstros supermassivos?
Os astrônomos estavam procurando por “massas intermediárias” de buracos negros (IMBHs) para preencher essa lacuna, e sabendo da prevalência de massa estelar e buracos negros supermassivos, deve haver um monte de IMBHs. Principalmente os buracos negros médios em seu caminho se tornam supermassivos. Mas há apenas um punhado de candidatos e isso é simplesmente estranho. Se nossas teorias da evolução de um buraco negro estiverem corretas, não devemos ter dificuldade em rastrear buracos negros intermediários que caiam na faixa de massa de 100 a um milhão de massas solares. Os seus outliers são difíceis de entender? Ou a falta de dados observacionais é a chave para sua raridade? Massas intermediárias de buracos negros são muito grandes para se formar quando explodem estrelas massivas, então eles provavelmente serão objetos que se formaram lentamente como resultado de fusões de buracos negros e processos de acúmulo de massa ao longo de bilhões de anos. Algumas observações da baixa luminosidade dos núcleos galácticos ativos e das fontes de raios X ultra-luminosas (SRI) detectadas em galáxias vizinhas também são importantes pistas para essa questão. Além disso, acredita-se que as galáxias anãs contêm buracos negros de massa intermediária em seus núcleos. Galáxias anãs têm uma densidade menor que estrelas em galáxias mais massivas.
Será que um buraco negro “nu” no SDSS J1126 + 2944 é na verdade uma massa intermediária de um buraco negro que se originou dentro de uma galáxia anã desmontada?
"A teoria prevê que buracos negros intermediários devem existir, mas são difíceis de determinar porque não sabemos exatamente onde procurar", disse o coautor Scott Barous, também da Universidade do Colorado, em Boulder. "Esta galáxia incomum pode fornecer uma rara oportunidade de olhar para uma dessas massas intermediárias de buracos negros".
