Gravidade que dobra a luz revela um dos maiores buracos negros já encontrados

Uma equipe de astrônomos, liderada pelo Dr. James Nightingale, do nosso Departamento de Física, descobriu um dos maiores buracos negros já encontrados, aproveitando um fenômeno chamado lente gravitacional. 

Impressão de artista de um buraco negro que mostra como o campo gravitacional curva a luz mais distante. Crédito: FECYT, IAC

Gravidade de curvatura de luz

A lente gravitacional - onde uma galáxia em primeiro plano dobra a luz de um objeto mais distante e a amplia - e simulações de supercomputador na instalação DiRAC HPC, permitiram que a equipe examinasse de perto como a luz é dobrada por um buraco negro dentro de uma galáxia a centenas de milhões de anos-luz da Terra. 

A equipe simulou a luz viajando pelo Universo centenas de milhares de vezes, com cada simulação incluindo um buraco negro de massa diferente, mudando a jornada da luz para a Terra. 

30 bilhões de vezes a massa do nosso Sol

Quando os pesquisadores incluíram um buraco negro ultramassivo em uma de suas simulações, o caminho percorrido pela luz da galáxia distante para chegar à Terra correspondeu ao caminho visto em imagens reais capturadas pelo Telescópio Espacial Hubble.

O que a equipe encontrou foi um buraco negro ultramassivo, um objeto com mais de 30 bilhões de vezes a massa do nosso Sol, na galáxia em primeiro plano – uma escala raramente vista pelos astrônomos. 

Este é o primeiro buraco negro encontrado usando lentes gravitacionais e as descobertas foram publicadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Olhando para trás no tempo cósmico

A maioria dos maiores buracos negros que conhecemos estão em um estado ativo, onde a matéria puxada para perto do buraco negro aquece e libera energia na forma de luz, raios-X e outras radiações.

A lente gravitacional torna possível estudar buracos negros inativos, algo que atualmente não é possível em galáxias distantes. Essa abordagem poderia permitir que os astrônomos descobrissem buracos negros muito mais inativos e ultramassivos do que se pensava anteriormente e investigassem como eles cresceram tanto.

A história desta descoberta em particular começou em 2004, quando o colega astrônomo da Universidade de Durham, Professor Alastair Edge, notou um arco gigante de uma lente gravitacional ao revisar imagens de um levantamento de galáxias.  

Avançando 19 anos e com a ajuda de algumas imagens de altíssima resolução do telescópio Hubble da NASA e das instalações do supercomputador DiRAC COSMA8 da Universidade de Durham, o Dr. Nightingale e sua equipe foram capazes de revisitar isso e explorá-lo ainda mais. 

Explorando os mistérios dos buracos negros

A equipe espera que este seja o primeiro passo para permitir uma exploração mais profunda dos mistérios dos buracos negros, e que futuros telescópios de grande escala ajudem os astrônomos a estudar buracos negros ainda mais distantes para aprender mais sobre seu tamanho e escala. 

Fonte: Universidade de Durham