PESQUISADORES OBSERVAM 2 BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS PRESTES A SE FUNDIR

Conforme duas galáxias entram nos estágios finais de fusão, cientistas têm teorizado que seus buracos negros supermassivos formariam um “binário” – dois buracos negros em uma órbita tão próxima que são gravitacionalmente ligados um ao outro. Em um novo estudo, astrônomos da Universidade de Maryland (EUA) apresentaram evidências diretas de um quasar pulsante, o que pode comprovar a existência desses buracos negros binários. “Acreditamos que observamos dois buracos negros supermassivos em maior proximidade do que nunca. Estes buracos negros podem estar tão próximos que estão emitindo ondas gravitacionais, que foram previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein”, explica Suvi Gezari, também da Universidade de Maryland, coautora do trabalho publicado na revista “Astrophysical Journal Letters”. A descoberta pode lançar luz sobre a frequência com que os buracos negros se aproximam o suficiente para formar um binário gravitacionalmente ligado e, eventualmente, se fundir. Os buracos negros tipicamente devoram matéria, que acelera e se aquece, emitindo energia eletromagnética e criando alguns dos pontos mais luminosos no céu, chamados quasares. Quando dois buracos negros orbitam como um binário, absorvem matéria ciclicamente, o que leva os teóricos a preverem que o quasar binário responderia clareando e escurecendo periodicamente.

A metodologia

Os pesquisadores realizaram uma busca sistemática pelos chamados quasares variáveis usando o Telescópio de Pesquisa Panorâmica e Sistema de Resposta Rápida (Pan-STARRS1) de Vistoria de Profundidade Média. Este telescópio fica baseado no Havaí, em Haleakala, e fotografa o mesmo pedaço de céu uma vez a cada três dias, recolhendo centenas de dados para cada objeto ao longo de quatro anos. Nestes dados, a equipe de astrônomos encontrou o quasar PSO J334.2028+01.4075, que tem um grande buraco negro de quase 10 bilhões de massas solares e emite um sinal óptico periódico que se repete a cada 542 dias. O sinal do quasar era incomum porque as curvas de luz da maioria dos quasares são arrítmicos. Para verificar a sua descoberta, a equipe de pesquisa executou rigorosos cálculos e simulações e examinou dados adicionais, incluindo dados fotométricos de outros telescópios e sistemas de monitoramento. “A descoberta de um candidato a sistema compacto binário de buracos negros supermassivos como o PSO J334.2028+01.4075, que parece a uma separação orbital tão pequena, acrescenta ao nosso conhecimento limitado das etapas finais da fusão entre os buracos negros supermassivos”, aponta a estudante de mestrado em astronomia da Universidade de Maryland, Tingting Liu, principal autora do artigo. Os pesquisadores planejam continuar a procurar novos quasares variáveis. A partir de 2023, sua pesquisa poderia ser auxiliada pelo telescópio Synoptic Large Telescope Survey. Espera-se que este aparelho possa fazer o levantamento de uma área muito maior, possibilitando identificar a localização de milhares destes buracos negros supermassivos que estão se fundindo no céu noturno. fonte: https://cmns.umd.edu/news-events/features/2969

COMO SURGIRAM OS PRIMEIROS BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS

No centro da Via Láctea (e de outras galáxias), há um buraco negro gigantesco que teve um papel fundamental na maneira como estrelas e planetas surgiram e se organizaram. Em alguns casos, buracos como esse são quase tão antigos quanto o próprio universo – e, graças a estudo recente, agora temos uma ideia mais clara de como eles se formaram. Por meio de simulações feitas em um supercomputador, uma equipe de pesquisadores liderada pelo astrônomo Stelios Kazantzidis, da Universidade Estadual de Ohio (EUA), mostrou em detalhes como buracos negros supermassivos se formaram graças a colisões entre as primeiras galáxias (surgidas nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang). A teoria mais aceita entre astrônomos a respeito da formação de galáxias é a de que elas foram crescendo gradualmente, graças a forças gravitacionais que agregaram partículas até formar planetas e estrelas (“crescimento hierárquico”). “Junto com outras descobertas, nossos resultados mostram que grandes estruturas – tanto galáxias como buracos negros massivos – se formaram rapidamente na história do universo”, explica Kazantzidis. A princípio, soa paradoxal. De acordo com o astrônomo, contudo, a contradição se resolve quando se considera que matéria escura cresce hierarquicamente, e matéria normal, não. “A matéria normal, que compõe galáxias visíveis e buracos negros supermassivos, entra em colapso de modo eficiente, e isso ocorria já quando o universo era jovem, dando origem a formações anti-hierárquicas de galáxias e buracos negros”, diz. GIGANTES EM CHOQUE A equipe iniciou sua simulação com duas galáxias primordiais gigantes, muito maiores do que a Via Láctea – acredita-se que, no início do universo, as estrelas eram em geral bem maiores do que as que existem hoje, com 300 vezes mais massa do que o sol. Graças ao poder de processamento do computador, Kazantzidis e seus colegas puderam simular o processo com detalhes. Basicamente, de acordo com os cálculos e com a simulação, três coisas ocorreram quando essas galáxias se chocaram: gás e poeira de seus centros de condensaram e formaram um disco; o disco se tornou instável, o material se contraiu novamente e se tornou um buraco negro supermassivo. Contrariando a ideia de que o buraco negro no centro de uma galáxia cresce em um ritmo similar ao da própria galáxia, a simulação mostrou que ele se expande mais rápido do que ela. “É possível que o buraco negro não seja regulado pelo crescimento da galáxia”, aponta Kazantzidis. “É possível que a galáxia seja regulada pelo crescimento do buraco negro”.

FONTE:Ohio State University