Astrônomos descobriram potencialmente o buraco negro mais massivo já detectado.
Esse gigante cósmico está próximo do limite teórico do que é possível no universo e é 10.000 vezes mais pesado que o buraco negro no centro da nossa própria galáxia, a Via Láctea.
Ele se encontra em uma das galáxias mais massivas já observadas – o Cavalo Cósmico – que é tão grande que distorce o espaço-tempo e curva a luz de uma galáxia de fundo, formando um anel de Einstein em formato de ferradura.
Tamanha é a enormidade do tamanho do buraco negro ultramassivo, que equivale a 36 bilhões de massas solares, de acordo com um novo estudo publicado em 7 de agosto na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Acredita-se que toda galáxia no universo possui um buraco negro supermassivo em seu centro e que galáxias maiores abrigam buracos negros ainda maiores, conhecidos como buracos negros ultramassivos.
“Este está entre os 10 buracos negros mais massivos já descobertos e, possivelmente, é o mais massivo”, disse o pesquisador Professor Thomas Collett, da Universidade de Portsmouth.
“A maioria das outras medições de massa de buracos negros são indiretas e apresentam grandes incertezas, então realmente não sabemos ao certo qual é o maior. No entanto, temos muito mais certeza sobre a massa deste buraco negro graças ao nosso novo método.”
Os pesquisadores detectaram o buraco negro do Cavalo Cósmico usando uma combinação de lente gravitacional e cinemática estelar (o estudo do movimento das estrelas dentro das galáxias e a velocidade e forma como se movem ao redor dos buracos negros).
Este último é considerado o padrão de excelência para medir massas de buracos negros, mas não funciona bem fora do universo muito próximo, pois as galáxias parecem pequenas demais no céu para resolver a região onde um buraco negro supermassivo ou ultramassivo se localiza.
Adicionar a lente gravitacional ajudou a equipe a “avançar muito mais distante no universo”, disse o Professor Collett.
“Detectamos o efeito do buraco negro de duas maneiras – ele altera o caminho que a luz toma ao passar pelo buraco negro e causa o movimento extremamente rápido das estrelas nas regiões internas de sua galáxia hospedeira (quase 400 km/s).
“Ao combinar essas duas medições, podemos ter total certeza de que o buraco negro é real.”
O pesquisador principal, Carlos Melo, candidato a PhD da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) no Brasil, acrescentou: “Essa descoberta foi feita para um buraco negro ‘dormente’ – um que não está ativamente acumulando material no momento da observação.
“Sua detecção dependia puramente de sua imensa força gravitacional e do efeito que tem em seu entorno.
“O que é particularmente empolgante é que esse método nos permite detectar e medir a massa desses buracos negros ultramassivos ocultos em todo o universo, mesmo quando estão completamente silenciosos.”
O buraco negro do Cavalo Cósmico está localizado a uma longa distância da Terra, cerca de 5 bilhões de anos-luz.
“Normalmente, para sistemas tão distantes, as medições de massa de buracos negros só são possíveis quando o buraco negro está ativo”, disse Melo. “Mas essas estimativas baseadas em acumulação frequentemente vêm com incertezas significativas.
“Nossa abordagem, combinando lente forte com dinâmica estelar, oferece uma medição mais direta e robusta, mesmo para esses sistemas distantes.”
A descoberta é significativa porque ajudará os astrônomos a entender a conexão entre buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras.
“Acreditamos que o tamanho de ambos está intimamente ligado”, acrescentou o Professor Collett, “porque quando as galáxias crescem, elas podem canalizar matéria para o buraco negro central.
“Parte dessa matéria faz o buraco negro crescer, mas muito dela se dissipa em uma fonte incrivelmente brilhante chamada quasar. Esses quasars despejam enormes quantidades de energia em suas galáxias hospedeiras, o que impede nuvens de gás de se condensarem em novas estrelas.”
A nossa própria galáxia, a Via Láctea, abriga um buraco negro de 4 milhões de massas solares. Atualmente, ele não está crescendo rapidamente o suficiente para liberar energia como um quasar, mas sabemos que já fez isso no passado e pode voltar a fazê-lo no futuro.
A Galáxia de Andromeda e a Via Láctea estão se movendo juntas e devem se fundir em cerca de 4,5 bilhões de anos, que é o momento mais provável para que nosso buraco negro supermassivo se torne um quasar mais uma vez, afirmam os pesquisadores.
Uma característica interessante do sistema do Cavalo Cósmico é que a galáxia hospedeira é um chamado grupo fóssil.
Grupos fósseis são o estado final das estruturas gravitacionalmente vinculadas mais massivas do universo, surgindo quando colapsam em uma única galáxia extremamente massiva, sem acompanhantes brilhantes.
“É provável que todos os buracos negros supermassivos que estavam originalmente nas galáxias companheiras também tenham agora fundido para formar o buraco negro ultramassivo que detectamos”, disse o Professor Collett.
“Assim, estamos testemunhando o estado final da formação de galáxias e o estado final da formação de buracos negros.”
A descoberta do buraco negro do Cavalo Cósmico foi um tanto serendipidosa. Ela surgiu enquanto os pesquisadores estudavam a distribuição da matéria escura da galáxia na tentativa de aprender mais sobre a misteriosa substância hipotética.
Agora que perceberam que seu novo método funciona para buracos negros, esperam utilizar dados do telescópio espacial Euclid da Agência Espacial Europeia para detectar mais buracos negros supermassivos e seus hospedeiros, para ajudar a entender como os buracos negros impedem as galáxias de formarem estrelas.
