Detectado objeto com a aproximação mais rápida do Universo

A maior parte do Universo está fugindo de nós, pois ele está expandindo, afastando a maior parte das outras galáxias. A luz de galáxias distantes viaja em nossa direção por esse espaço em expansão, que estica sua luz até  comprimentos de onda mais longos, ou mais vermelhos. Como resultado, o espectro da maioria das galáxias apresenta um desvio para o vermelho. 

Agora astrônomos descobriram acidentalmente o maior desvio para o azul já visto, em uma estrela que um buraco negro gigante pode ter lançado em nossa direção. Em pequenas distâncias, a gravidade reverteu a expansão do Universo, então modestos desvios para o azul são comuns. Nem o Sistema Solar e nem a galáxia estão se expandindo. Nem mesmo o Grupo Local, o conjunto de aproximadamente 75 galáxias que inclui a Via Láctea, está em expansão. Na verdade, o maior membro do Grupo Local, a Galáxia de Andrômeda, está vindo em nossa direção: ela tem um desvio para o azul de 300 km/s.  

Mas astrônomos identificaram um objeto muito além das fronteiras do Grupo Local, com um desvio para o azul de 1.026 km/s, superando em muito o recorde anterior de 780 km/s estabelecido por uma estrela na Galáxia de Andrômeda. “É sempre divertido fazer essas descobertas”, declara Nelson Caldwell, astrônomo do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, que realizou não apenas esta descoberta, mas também a anterior.

“E foi totalmente acidental! Astrônomos já tinham registrado velocidades maiores quando jatos ou explosões atiravam detritos em nossa direção, mas eles nunca viram o corpo principal de uma estrela, aglomerado estelar ou galáxia exibir um desvio tão extremo para o azul. Caldwell e seus colegas estavam medindo desvios Doppler de aglomerados estelares ao redor da M87, uma galáxia elíptica gigante localizada no centro do Aglomerado de Virgem, a 54 milhões de anos-luz da Terra.

  
Ao contrário do Grupo Local, que só tem duas galáxias gigantes, Andrômeda e nossa própria Via Láctea, o aglomerado de Virgem tem dezenas de grandes galáxias. A M87 tem um número enorme de aglomerados estelares muito próximos uns dos outros, chamados de “globulares”.  Enquanto a Via Láctea tem aproximadamente 160 aglomerados globulares conhecidos, a M87 tem cerca de 10 mil. Além disso, o centro da M87 tem um buraco negro que faz o da Via Láctea parecer minúsculo, pesando entre seis e sete bilhões de massas solares, mais de mil vezes as quatro milhões de massas solares do buraco negro que ocupa o centro da Via Láctea.

  
Em 2005, astrônomos relataram a descoberta de uma “estrela em hipervelocidade” que o buraco negro central da Via Láctea havia arremessado para fora. De acordo com uma ideia proposta há duas décadas, quando um sistema estelar binário chega perto o bastante de um buraco negro, uma estrela cai dentro dele, perdendo uma grande quantidade de energia; para conservar energia, a outra estrela se afasta em alta velocidade. 

Um cenário diferente, envolvendo três corpos estelares, pode explicar o que a equipe de Caldwell chamou de “primeiro aglomerado globular em hipervelocidade”. Se o buraco negro da M87 realmente consistir de dois buracos negros orbitando um ao outro, eles teriam a capacidade de arremessar um aglomerado estelar que se aproximasse demais.

A gravidade do aglomerado faz os dois buracos negros se aproximarem um pouco mais um do outro, fazendo com que percam energia orbital que é transferida para o aglomerado estelar. Se esse aglomerado se afastar em nossa direção, ele poderia adquirir um grande desvio para o azul mesmo que a galáxia que o aremessou tenha um desvio para o vermelho de 1.307km/s. 

“Esse é um objeto muito interessante”, declara Daniel Batcheldor, astrônomo do Instituto de Tecnologia da Flórida, que não tem afiliação com os pesquisadores. “Nós suspeitamos que, no passado, um buraco negro binário tenha existido no centro da M87, mas não achamos que exista um atualmente”.

 
Um buraco negro binário pode surgir após a colisão de duas grandes galáxias, cada uma com seus próprios buracos negros. Além disso, essas fusões galácticas explicariam o tamanho colossal da M87. Quando seu buraco negro central ainda tinha a forma de dois buracos negros supermassivos distintos, ele poderia ter expulsado o aglomerado estelar. 

Mas Batcheldor declara que o objeto com desvio para o azul poderia ser uma galáxia-anã no lado distante da M87, mergulhando na galáxia, o que explicaria sua alta velocidade em nossa direção.  Observações adicionais serão fundamentais. “Para realmente determinar se o aglomerado foi ejetado da M87, nós precisamos saber sua distância”, explica Caldwell. O telescópio espacial Hubble pode vislumbrar as estrelas mais brilhantes do aglomerado, que revelarão sua distância. Se estiverem mais perto que a M87, o cenário de ejeção ganharia apoio.

  
Apesar de seu extremo desvio para o azul o objeto não nos atingirá, porque certamente tem algum movimento lateral. Mas seu futuro será solitário. “Esse objeto acabará saindo do Aglomerado de Virgem, e então ficará entre aglomerados galácticos”, observa Caldwell. “Se ele realmente tiver sido ejetado por algum mecanismo de buracos negros binários, então provavelmente devem haver mais alguns deles por lá. Com certeza nós vamos continuar procurando”. Um artigo do trabalho foi enviado para o periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Scientific American