Astrofísicos caçam o segundo buraco negro supermassivo mais próximo

Dois astrofísicos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sugeriram uma maneira de observar o que poderia ser o segundo buraco negro supermassivo mais próximo da Terra: um gigante de 3 milhões de vezes a massa do Sol, hospedado pela galáxia anã Leo I.

A ultra tênue galáxia companheira da Via Láctea, Leo I, aparece como uma mancha tênue à direita da estrela brilhante, Regulus. Crédito: Scott Anttila Anttler 

O buraco negro supermassivo, rotulado como Leo I*, foi proposto pela primeira vez por uma equipe independente de astrônomos no final de 2021. A equipe notou estrelas ganhando velocidade à medida que se aproximavam do centro da galáxia – evidência de um buraco negro – mas imagiando diretamente a emissão de o buraco negro não era possível. Agora, os astrofísicos da CfA Fabio Pacucci e Avi Loeb sugerem uma nova maneira de verificar a existência do buraco negro supermassivo; seu trabalho é descrito em um estudo publicado hoje no Astrophysical Journal Letters. 

“Os buracos negros são objetos muito esquivos e, às vezes, gostam de brincar de esconde-esconde conosco”, diz Fabio Pacucci, principal autor do estudo da ApJ Letters. “Raios de luz não podem escapar de seus horizontes de eventos, mas o ambiente ao seu redor pode ser extremamente brilhante – se material suficiente cair em seu poço gravitacional. Mas se um buraco negro não está acumulando massa, em vez disso, ele não emite luz e torna-se impossível de encontrar com nossos telescópios.” 

Este é o desafio de Leo I – uma galáxia anã tão desprovida de gás disponível para acreção que é frequentemente descrita como um “fóssil”. Então, devemos renunciar a qualquer esperança de observá-lo? Talvez não, dizem os astrônomos. 

“Em nosso estudo, sugerimos que uma pequena quantidade de massa perdida de estrelas vagando pelo buraco negro poderia fornecer a taxa de acréscimo necessária para observá-lo”, explica Pacucci. “Estrelas antigas tornam-se muito grandes e vermelhas – nós as chamamos de estrelas gigantes vermelhas. Gigantes vermelhas normalmente têm ventos fortes que carregam uma fração de sua massa para o ambiente. O espaço ao redor de Leo I * parece conter o suficiente dessas estrelas antigas para torná-lo observável.” 

“Observar Leo I* pode ser inovador”, diz Avi Loeb, coautor do estudo. “Seria o segundo buraco negro supermassivo mais próximo depois daquele no centro de nossa galáxia, com uma massa muito semelhante, mas hospedado por uma galáxia mil vezes menos massiva que a Via Láctea. Esse fato desafia tudo o que sabemos sobre como as galáxias e seus buracos negros supermassivos centrais coevoluíram. Como um bebê tão grande acabou nascendo de um pai magro?” 

Décadas de estudos mostram que a maioria das galáxias massivas hospeda um buraco negro supermassivo em seu centro, e a massa do buraco negro é um décimo de um por cento da massa total do esferóide de estrelas que o cercam. 

“No caso de Leo I”, continua Loeb, “esperaríamos um buraco negro muito menor. Em vez disso, Leo I parece conter um buraco negro alguns milhões de vezes a massa do Sol, semelhante ao hospedado pela Via Láctea. . Isso é empolgante porque a ciência geralmente avança mais quando o inesperado acontece.” 

Então, quando podemos esperar uma imagem do buraco negro? 

“Ainda não chegamos lá”, diz Pacucci. 

A equipe obteve o tempo do telescópio no Chandra X-ray Observatory e no radiotelescópio Very Large Array no Novo México e atualmente está analisando os novos dados. 

Pacucci diz: “Leo I* está brincando de esconde-esconde, mas emite muita radiação para passar despercebido por muito tempo.”

Fonte: phys.org