Novo estudo prevê as massas dos maiores buracos negros supermassivos do universo
Perto do centro da Via Láctea existe um imenso objeto que os astrônomos chamam de Sagitário A*. Este buraco negro “supermassivo” pode ter crescido em conjunto com a nossa galáxia, e não está sozinho.
Os cientistas suspeitam que gigantes
semelhantes se escondem no coração de quase todas as grandes galáxias do
cosmos.
A
supermassive black hole emits a jet of energetic particles in this
illustration. Imagem via NASA – NuStar
Alguns
podem ficar realmente grandes, disse Joseph Simon, pesquisador de pós-doutorado
no Departamento de Astrofísica e Ciência Planetária da Universidade de Colorado
Boulder.
“O
buraco negro no centro da nossa galáxia tem milhões de vezes a massa do Sol,
mas também vemos outros que pensamos serem bilhões de vezes a massa do Sol”,
disse ele.
O
astrofísico dedicou sua carreira ao estudo do comportamento desses objetos de
difícil observação. Em um estudo recente, ele empregou simulações de
computador, ou “modelos”, para prever as massas dos maiores buracos negros
supermassivos do universo – um conceito matemático conhecido como função de
massa do buraco negro.
Em
outras palavras, Simon procurou determinar o que você poderia encontrar se
pudesse colocar cada um desses buracos negros um por um em uma escala
gigantesca.
Seus
cálculos sugerem que bilhões de anos atrás, os buracos negros podem ter sido
muito maiores, em média, do que os cientistas suspeitavam. As descobertas podem
ajudar os pesquisadores a desvendar um mistério ainda maior, elucidando as
forças que moldaram objetos como Sagitário A* à medida que cresciam de pequenos
buracos negros nos gigantes que são hoje.
“Estamos
começando a ver, a partir de uma variedade de fontes diferentes, que existem
coisas muito massivas no universo desde o início”, disse Simon.
Ele
publicou suas descobertas em 30 de maio no The Astrophysical Journal Letters.
Sinfonia Galáctica
Para
Simon, essas “coisas enormes” são o pão com manteiga.
O
astrofísico faz parte de um segundo esforço de pesquisa chamado North American
Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav). Por meio do projeto,
Simon e centenas de outros cientistas nos EUA e no Canadá passaram 15 anos
procurando por um fenômeno conhecido como “fundo de onda gravitacional”. O
conceito refere-se ao fluxo constante de ondas gravitacionais, ou ondulações
gigantes no espaço e no tempo, que ondulam pelo universo em uma base quase
constante.
Essa
agitação cósmica também deve suas origens a buracos negros supermassivos. Simon
explicou que se duas galáxias se chocam no espaço, seus buracos negros centrais
também podem colidir e até se fundir. Eles giram um ao redor do outro antes de
baterem juntos como dois pratos em uma orquestra – só que essa batida do prato gera
ondas gravitacionais, literalmente deformando o tecido do universo.
Para
entender o fundo das ondas gravitacionais, no entanto, os cientistas primeiro
precisam saber o quão massivos os buracos negros supermassivos do universo
realmente são. Pratos maiores, disse Simon, fazem um estrondo maior e produzem
ondas gravitacionais muito maiores.
Há apenas um problema.
“Temos
medições muito boas para as massas dos buracos negros supermassivos de nossa
própria galáxia e de galáxias próximas”, disse ele. “Não temos esses mesmos
tipos de medições para galáxias mais distantes. Só temos que adivinhar.”
Buracos negros em ascensão
Em
sua nova pesquisa, Simon decidiu adivinhar de uma maneira totalmente nova.
Primeiro,
ele reuniu informações sobre centenas de milhares de galáxias, algumas com
bilhões de anos. (A luz só pode viajar tão rápido, então quando os humanos
observam galáxias mais distantes, eles estão olhando para trás no tempo).
Simon
usou essa informação para calcular as massas aproximadas dos buracos negros
para as maiores galáxias do universo. Ele então empregou modelos de computador
para simular o fundo de ondas gravitacionais que essas galáxias podem criar e
que atualmente varre a Terra.
Os
resultados de Simon revelam a miscelânea completa de massas de buracos negros
supermassivos no universo que datam de aproximadamente 4 bilhões de anos. Ele
também notou algo estranho: parecia haver muito mais galáxias grandes
espalhadas pelo universo bilhões de anos atrás do que alguns estudos anteriores
previram. Isso não fazia muito sentido.
“Existe
a expectativa de que você só veria esses sistemas realmente massivos no
universo próximo”, disse Simon. “Leva tempo para os buracos negros crescerem.”
Sua
pesquisa, no entanto, acrescenta um crescente corpo de evidências sugerindo que
eles podem não precisar de tanto tempo quanto os astrofísicos acreditavam. A
equipe NANOGrav, por exemplo, viu indícios semelhantes de buracos negros
gigantes escondidos no universo bilhões de anos atrás.
Por
enquanto, Simon espera explorar toda a gama de buracos negros que se estendem
ainda mais para trás no tempo, revelando pistas sobre como a Via Láctea e,
eventualmente, nosso próprio sistema solar surgiram.
“Entender
as massas dos buracos negros é fundamental para algumas dessas questões
fundamentais, como o fundo das ondas gravitacionais, mas também como as
galáxias crescem e como nosso universo evoluiu”, disse Simon.
Fonte: phys.org
Comentários
Postar um comentário
Se você achou interessante essa postagem deixe seu comentario!