Hubble ajuda a encontrar a menor galáxia conhecida com um buraco negro supermassivo

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Impressão de artista do buraco negro de M60-UCD1. Crédito: NASA, ESA, STScI-PRC14-41a

Astrónomos usando o Telescópio Hubble da NASA e observatórios terrestres descobriram um objecto improvável num local improvável - um buraco negro monstruoso escondido dentro de uma das galáxias mais pequenas já descobertas. O buraco negro tem cinco vezes a massa do buraco negro no centro da nossa Via Láctea. Está situado dentro de uma das galáxias mais densas conhecidas - a galáxia anã M60-UCD1 que alberga 140 milhões de estrelas e com um diâmetro de aproximadamente 300 anos-luz, apenas 1/500 do diâmetro da nossa Galáxia. Se vivêssemos dentro desta galáxia anã, o céu nocturno era deslumbrante e seriam visíveis a olho nu, pelo menos, um milhão de estrelas.

O nosso céu nocturno, visto a partir da superfície da Terra [a olho nu], mostra cerca de 4000 estrelas. A descoberta implica que existem muitas outras galáxias compactas no Universo que contêm buracos negros supermassivos. A observação também sugere que as galáxias anãs podem ser na realidade os restos despojados de galáxias maiores que foram dilaceradas durante colisões com outras galáxias, em vez de pequenas ilhas de estrelas nascidas em isolamento. Nós não conhecemos qualquer outra forma que um buraco negro assim tão grande possa existir dentro de um objecto assim tão pequeno," afirma Anil Seth, da Universidade do Utah, EUA e autor principal do estudo internacional sobre a galáxia anã publicado na revista Nature.
Imagem de M60. A secção ampliada mostra a galáxia anã M60-UCD1 (também chamada NGC 4649). Crédito: NASA, ESA, Colaboração Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble

A equipe científica de Seth usou o Telescópio Espacial Hubble, o telescópio de 8 metros Gemini Norte e o telescópio infravermelho em Mauna Kea, Hawaii para observar M60-UCD1 e medir a massa do buraco negro. As imagens nítidas do Hubble fornecem informações sobre o diâmetro da galáxia e densidade estelar. O Gemini mede os movimentos estelares à medida que são afectados pela força de atracção do buraco negro. Estes dados são usados para calcular a massa do buraco negro. Os buracos negros são objectos ultracompactos, gravitacionalmente colapsados, que têm uma força gravitacional tão forte que nem a luz lhes consegue escapar. Pensa-se que os buracos negros supermassivos - aqueles com a massa de pelo menos um milhão de estrelas como o nosso Sol - estejam no centro de muitas galáxias.

O buraco negro no centro da nossa Via Láctea tem a massa de quatro milhões de sóis. Mesmo com esta massa, corresponde a menos de 0,01% da massa total da Via Láctea. Em comparação, o buraco negro supermassivo no centro de M60-UCD1, que tem uma massa equivalente a 21 milhões de sóis, corresponde a uns incríveis 15% da massa total da pequena galáxia. "Isto é bastante surpreendente, tendo em conta que a Via Láctea é 500 vezes maior e mais de 1000 vezes mais massiva que a galáxia anã M60-UCD1," comenta Seth. Uma explicação é que M60-UCD1 já foi uma grande galáxia que continha 10 mil milhões de estrelas, mas que passou muito perto do centro de uma galáxia ainda maior, M60, e que no processo todas as estrelas e matéria escura na parte externa da galáxia foram arrancadas e tornaram-se parte de M60.

A equipe acredita que M60-UCD1 pode, eventualmente, vir a fundir-se totalmente com M60, que tem o seu próprio buraco negro supermassivo com uma massa colossal de 4,5 mil milhões de massas solares, ou mais de 1000 vezes mais massivo que o buraco negro da nossa Via Láctea. Quando isso acontecer, os buracos negros das duas galáxias irão provavelmente fundir-se. Ambas as galáxias estão a 50 milhões de anos-luz de distância.

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