Milhões de buracos negros estão se escondendo em nossa galáxia. Veja como os astrônomos planejam encontrá-los.

É hora de encontrar todos os buracos negros que faltam.

Esse é o argumento avançado por um par de astrofísicos japoneses, que escreveram um artigo propondo uma nova busca por milhões de "buracos negros isolados" (IBHs) que provavelmente povoam nossa galáxia. Esses buracos negros, perdidos na escuridão, sugam a matéria do meio interestelar - a poeira e outras coisas flutuando entre as estrelas. Mas esse processo é ineficiente, e uma grande parte do assunto é expulso para o espaço em altas velocidades. 

Como a vazão interage com o ambiente ao redor, escreveram os pesquisadores, ela deveria produzir ondas de rádio que os radiotelescópios humanos possam detectar. E se os astrônomos puderem separar essas ondas de todo o barulho que está no resto da galáxia, elas poderão ser capazes de detectar esses buracos negros invisíveis.

"Uma forma ingênua de observar as IBHs é através da emissão de raios-X", escreveram os pesquisadores em seu artigo, que ainda não foi formalmente revisado por especialistas e disponibilizado em 1º de julho como  pré  - impressão no arXiv.

Por que é que? À medida que os buracos negros sugam a matéria do espaço, essa matéria em suas franjas acelera e forma o que é conhecido como disco de acreção. A matéria nesse disco se esfrega contra si mesma enquanto gira em direção ao  horizonte de eventos - um ponto de não retorno do buraco negro   - cuspindo raios X no processo. 

Mas os buracos negros isolados, que são pequenos em comparação com os buracos negros supermassivos, não emitem uma grande quantidade de raios X desta maneira. Simplesmente não há matéria ou energia suficientes em seus discos de acreção para criar grandes assinaturas de raios-X. E pesquisas anteriores por IBHs usando raios-X não conseguiram produzir resultados conclusivos.

"Essas saídas podem tornar as IBHs detectáveis ​​em outros comprimentos de onda", escreveram os pesquisadores Daichi Tsuna, da Universidade de Tóquio, e Norita Kawanaka, da Universidade de Kyoto. "As vazões podem interagir com a matéria circundante e criar fortes choques sem colisão na interface. Esses choques podem amplificar os campos magnéticos e acelerar os elétrons, e esses elétrons emitem radiação síncrotron no comprimento de onda do rádio."

Em outras palavras, o fluxo de saída através do meio interestelar deve fazer com que os elétrons se movam em velocidades que produzam ondas de rádio.

"Um artigo interessante", disse Simon Portegies Zwart, um astrofísico da Universidade de Leiden, na Holanda, que não esteve envolvido nas pesquisas de Tsuna e Kawanaka. Portegies Zwart também estudou a questão das IBHs, também conhecidas como buracos negros de massa intermediária (IMBHs).

"Seria uma ótima maneira de encontrar IMBHs", disse Portegies Zwart à Live Science. "Eu acho que com o LOFAR [o Low-Frequency Array na Holanda], tal pesquisa já deveria ser possível, mas a sensibilidade pode representar um problema."

IBHs, Portegies Zwart explicou, são pensados ​​como um "elo perdido" entre os dois tipos de buracos negros que os astrônomos podem detectar: ​​buracos negros de massa estelar que podem ser de dois a 100 vezes o tamanho do nosso sol, e buracos negros supermassivos, as feras gigantescas que vivem nos núcleos das galáxias e são centenas de milhares de vezes do tamanho do nosso sol.

Buracos negros de massa estelar são ocasionalmente detectáveis ​​em sistemas binários com estrelas regulares, porque os sistemas binários podem produzir ondas gravitacionais e estrelas companheiras podem  fornecer combustível  para grandes explosões de raios-X. E  buracos negros supermassivos  têm discos de acreção que emitem tanta energia que os astrônomos conseguem detectar e  até mesmo  fotografá-  los .

Mas IBHs, na faixa intermediária entre esses dois outros tipos, são muito mais difíceis de detectar. Há um punhado de objetos no espaço que os astrônomos suspeitam que sejam IBHs, mas esses resultados são incertos. Mas pesquisas anteriores, incluindo um artigo de 2017 na  revista Monthly  Notices,  da Royal Astronomical Society , que Portegies Zwart é co-autor, sugerem que  milhões delas podem estar escondidas por lá .

Tsuna e Kawanaka escreveram que a melhor perspectiva para uma pesquisa de rádio de IBHs provavelmente envolve o uso do Square Kilometre Array (SKA), um radiotelescópio de várias partes que deve ser construído com  seções na  África do Sul e na Austrália . Está programado para ter uma área total de coleta de ondas de rádio de 1 quilômetro quadrado (0,39 milhas quadradas). 

Os pesquisadores estimam que pelo menos 30 IBHs emitem ondas de rádio que o SKA será capaz de detectar durante sua primeira fase de prova de conceito, que está programada para 2020. Mais adiante, eles escreveram, o SKA completo meados de 2020) deve ser capaz de detectar até 700.

Não só a SKA deveria ser capaz de detectar ondas de rádio dessas IBHs, eles escreveram, mas também estimar com precisão a distância de muitos deles. Quando essa hora chegar, finalmente, todos esses buracos negros em falta devem começar a sair do esconderijo.

Fonte: SPACE.COM