Astrônomos descobriram uma fusão galáctica com três buracos negros supermassivos

Das inúmeras galáxias que vimos no céu noturno, a NGC 6240 sempre se destacou por sua forma peculiar e brilho infravermelho incomum. Foi pensado para ser o resultado de duas galáxias colidindo - até agora. Desde 1983 , os astrônomos relataram evidências de um núcleo ativo duplo - dois buracos negros supermassivos ativos no centro do NGC 6240. Agora, pela primeira vez, os pesquisadores encontraram evidências de um terceiro buraco negro supermassivo .

Esta nova descoberta sugere que não duas, mas três galáxias estão em processo de fusão, cada uma trazendo para o grupo seu próprio núcleo galáctico supermassivo de buracos negros.

"Através de nossas observações com resolução espacial extremamente alta", explicou o astrofísico Wolfram Kollatschny, da Universidade de Göttingen, na Alemanha, "pudemos mostrar que o sistema galáctico em interação NGC 6240 hospeda não dois - como anteriormente se supunha - mas três buracos negros supermassivos em seu centro ".

Desde 1983, numerosos estudos da galáxia foram realizados, confirmando a descoberta de dois núcleos galácticos ativos no coração do NGC 6240, que fica a 300 milhões de anos-luz de distância, enquanto o fóton voa. No entanto, como os buracos negros supermassivos estão tão próximos, exatamente onde estão dentro do centro brilhante permaneceu indescritível.

Kollatschny e sua equipe usaram o espectrógrafo 3D do MUSE montado no Very Large Telescope de oito metros do Observatório Europeu do Sul no Chile para fazer observações espectroscópicas de alta resolução da galáxia.

ssas imagens revelaram três nós no centro do NGC 6240 - um componente norte e dois sul. No entanto, a nova descoberta não significa que a pesquisa anterior estava errada; as novas evidências sugerem que apenas dois dos buracos negros estão ativamente acumulando matéria, e o terceiro está inativo.

Cada um dos buracos negros supermassivos atinge mais de 90 milhões de vezes a massa do Sol (o buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sagitário A *, é de 4 milhões de massas solares). Todos os três estão trancados em uma órbita em uma área com menos de 1 quiloparseg de diâmetro (3.260 anos-luz), espiralando lentamente para dentro um em direção ao outro. E os dois buracos negros do sul são separados por uma distância de apenas 198 parsecs (645 anos-luz).

"Essa concentração de três buracos negros supermassivos até agora nunca foi descoberta no Universo", disse o astrofísico Peter Weilbacher, do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, na Alemanha.

"O presente caso fornece evidências de um processo de fusão simultâneo de três galáxias junto com seus buracos negros centrais".

No início deste ano, outra fusão tripla foi descoberta , com três buracos negros supermassivos no processo de inspiração no centro de uma galáxia chamada SDSS J084905.51 + 111447.2; mas esse sistema tinha separações entre cada par de buracos negros de cerca de 10 kiloparsecs.

O fato de os buracos negros no centro da NGC 6240 estarem mais próximos significa que a NGC 6240 está em um estágio posterior de sua fusão, um processo que leva mais de um bilhão de anos. Esse estágio mais avançado também significa que a galáxia está mais próxima do que é conhecido como o problema final do parsec .

Como relatamos anteriormente , de acordo com a modelagem teórica, os buracos negros de duas galáxias em fusão são inexoravelmente unidos, transferindo sua energia orbital para o gás e as estrelas ao seu redor e, portanto, orbitando em uma espiral cada vez mais estreita.

Sabemos que pares de buracos negros de massa estelar acabarão se juntando e formarão um único objeto. Com buracos negros supermassivos, há um problema teórico.

À medida que sua órbita diminui, o mesmo ocorre com a região do espaço para a qual eles podem transferir energia. No momento em que estão separados por um parsec (cerca de 3,2 anos-luz), teoricamente essa região do espaço não é mais grande o suficiente para suportar mais decaimento orbital, então eles permanecem em uma órbita binária estável - potencialmente por bilhões de anos. Esse saldo é conhecido como 'problema final do parsec'.

As fusões triplas podem ser uma solução para esse problema, já que o terceiro buraco negro pode dar um chute extra de que os objetos precisam para fechar a lacuna final.

É claro que os buracos negros no centro da NGC 6240 não chegarão nem perto desse parsec final em breve - isso pode levar mais um bilhão de anos ou dois, e quem sabe mesmo se a humanidade estará por perto nesse ponto.

Mas espera-se que os buracos negros produzam ondas gravitacionais . Ainda não conseguimos detectá-los, mas estudando sistemas como esses, podemos descobrir como detectá-los com instrumentos futuros e descobrir o que acontece nesse último parsec.

A pesquisa foi publicada em Astronomia e Astrofísica .

Fonte: Sciencealert.com