Aonde estão os buracos negros de tamanho intermediário?

© NASA (galáxia NGC 1313)

 

Os buracos negros podem ser pequenos, com apenas cerca de 10 vezes a massa do nosso Sol, ou monstruoso, ostentando o equivalente em massa até 10 bilhões de sóis. Os buracos negros de tamanho médio também existem? As manchas na cor magenta nesta imagem mostram dois buracos negros na galáxia espiral NGC 1313. Os dados de raios X (em magenta) vêm do NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, e são sobrepostas em uma imagem visível do Digitized Sky Survey. O NuSTAR está examinando uma classe de buracos negros que podem se enquadrar na categoria de médio porte proposto.

 

Exatamente como os buracos negros de tamanho intermediário formariam permanece uma questão em aberto. Algumas teorias sugerem que eles poderiam formar-se em ricos aglomerados de estrelas densos, através de fusões repetidas, mas há um monte de perguntas a serem respondidas. Os maiores buracos negros supermassivos conhecidos dominam os núcleos de galáxias. A imensa gravidade desses buracos negros arrasta o material em direção a eles, aquecendo o material e soltando poderosos raios X. Os pequenos buracos negros pontilham o resto da paisagem galáctica. Eles se formam pelo colapso gravitacional, durante a morte de estrelas maiores do que o nosso Sol.

 

Provas da existência para buracos negros de tamanho médio podem vir de fontes de raios X ultraluminosas ou ULXs. Ocorrem quando um buraco negro se alimenta vorazmente de uma estrela normal. O processo de acreção é um pouco semelhante ao que acontece em torno de buracos negros supermassivos. Além disso, as ULXs estão localizadas ao longo das galáxias, e não nos núcleos. O brilho de raios X provenientes de ULXs é grande demais para ser o produto de pequenos buracos negros típicos. Esta e outras evidências indicam que os objetos podem ser intermediário em massa, com 100 a 10.000 vezes a massa do Sol. Alternativamente, uma explicação pode estar em algum tipo de fenômeno exótico envolvendo extrema acreção de um buraco negro.

© NASA (galáxia Circinus)

As manchas na cor magenta nesta imagem mostra dois buracos negros na galáxia Circinus: o buraco negro supermassivo em seu núcleo, e um menor mais perto da borda que pertence a a classe ULX. Os dados de raios X (em magenta) vêm do NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, e são sobrepostas em uma imagem visível e infravermelho do Digitized Sky Survey. Em um novo trabalho, aceito para publicação no Astrophysical Journal, de Dominic Walton do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, e colegas estudaram um objeto que se encontra na galáxia espiral Circinus localizada a 13 milhões de anos-luz de distância, não só com NuSTAR, mas também com o satélite XMM-Newton satélite da ESA.

Arquivos de dados dos telescópios espaciais Chandra, Swift e Spitzer, bem como satélite Suzaku do Japão, também foram utilizados para estudos posteriores. Os resultados indicam que o buraco negro em questão é de cerca de 100 vezes a massa do Sol, colocando-o junto à fronteira entre pequenos e médios buracos negros. No outro trabalho aceito no Astrophysical Journal, Matteo Bachetti do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie e colegas analisaram duas ULXs na NGC 1313, também a 13 milhões de anos-luz de distância. Estes estão entre as mais bem estudadas ULXs conhecidas.

 

Uma única visualização com NuSTAR mostrara que os buracos negros não se encaixavam com modelos porte buracos negros de médio porte. Como resultado, os pesquisadores agora acham que ambas as ULXs abrigam pequenos buracos negros de massa estelar. Um dos objetos é estimado ser de grande tamanho para sua categoria, com 70 a 100 massas solares. É possível que esses objetos são ultraluminosos porque estão efetuando acreção de material em alta velocidade e não por causa de seu tamanho", disse Bachetti. Portanto, ainda persiste a procura dos buracos negros de massa intermédia.

Fonte: Astro News
NASA