Astronomia e Universo

  Durante vários anos, astrônomos observaram pequenas e densas nuvens de gás caindo em direção ao buraco negro supermassivo Sagitário A*, no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Até recentemente, sua origem permanecia incerta. Mas uma equipe de pesquisa liderada pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) propôs uma explicação convincente: um sistema estelar binário massivo próximo poderia ser a fonte dessas nuvens.   Astrônomos descobriram evidências de que uma estrela binária massiva próxima ao centro da Via Láctea pode gerar aglomerados de gás que se deslocam em direção a Sagitário A*. Crédito: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) O centro galáctico é um ambiente altamente ativo, com um buraco negro supermassivo cercado por estrelas e gás. Nos últimos anos, observações no infravermelho detectaram diversas nuvens de gás densas e compactas perto de Sgr A*. Como essas nuvens se formam e alimentam o buraco negro era uma questão em aberto para os cientistas. Em...

  A primeira medição direta da massa no início do Universo contribui para o debate sobre as origens dos buracos negros supermassivos.    Esta é uma imagem da NIRCam (Near Infrared Camera) do Webb que mostra o Abell2744-QSO1, ampliado e triplamente fotografado pelo aglomerado de galáxias Abell 2744 . Crédito: NASA, ESA, CSA, L. Furtak (Universidade Ben-Gurion), R. Maiolino (Cambridge), F. D'Eugenio (Cambridge), I. Juodžbalis (Cambridge), H. Übler (MPE), C. Marconcini (Universidade de Florença); processamento de imagem - A. Pagan Utilizando o poder de imagem e espectroscopia sem precedentes do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, pesquisadores mapearam o movimento e a composição do gás que orbita um buraco negro no centro de Abell2744-QSO1, uma galáxia minúscula a mais de 13 bilhões de anos-luz de distância. Os resultados sugerem que o buraco negro de 50 milhões de massas solares é anterior à sua galáxia hospedeira, possivelmente tendo se formado no primeiro segu...

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriu buracos negros supermassivos quando o Universo tinha apenas 500 milhões de anos, um evento precoce que contradiz os modelos clássicos que previam um período de crescimento muito mais longo.   Esses gigantes cósmicos, com massas de milhões ou bilhões de massas solares, formam-se, de acordo com os modelos atuais, por meio de fusões e acreção em escalas de tempo de pelo menos um bilhão de anos. As observações do JWST indicam, portanto, que um mecanismo acelerado deve ter estado em ação. Uma equipe da Universidade da Califórnia , em Riverside, propõe uma possível origem: o decaimento da matéria escura. Essa substância invisível, que compõe 85% da matéria do Universo , poderia liberar energia ao se desintegrar. Essa energia, por menor que seja, seria suficiente para aquecer as nuvens de gás primordiais. Em um cenário chamado colapso direto, uma nuvem de gás colapsa para formar um buraco negro diretamente, sem passar pela fase de uma ...

  Pesquisadores desenvolveram uma técnica para analisar como os buracos negros "vibram" quando colidem e se fundem: um dos eventos mais dramáticos do universo. Quando buracos negros se fundem, a colisão produz um novo buraco negro, maior, que "vibra" como uma corda de guitarra dedilhada ou um sino enquanto se estabiliza em sua forma final. Mas, em vez de ondas sonoras, o novo buraco negro vibra com ondas gravitacionais: ondulações no espaço-tempo previstas inicialmente por Albert Einstein.   Crédito: Imagem gerada pela equipe editorial usando IA para fins ilustrativos. O novo buraco negro vibra em um conjunto específico de frequências, dependendo de sua massa e rotação, o que ajuda os cientistas a aprender sobre o objeto formado na colisão. Essas vibrações, conhecidas como modos quase-normais, são a assinatura de um buraco negro. Detectá-las é fundamental para testar a teoria da relatividade geral de Einstein nos ambientes gravitacionais mais extremos do universo....

"Com o Telescópio Espacial James Webb revelando agora mais buracos negros supermassivos no início do universo, esse mecanismo pode ajudar a preencher a lacuna entre a teoria e a observação."   Ilustração de um buraco negro supermassivo contra um fundo de matéria escura. (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva))   Uma nova pesquisa sugere que buracos negros supermassivos que existiam antes de o cosmos ter 1 bilhão de anos podem ter se formado com a ajuda da matéria escura, a substância mais misteriosa do universo. Desde que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) começou a enviar dados para a Terra no verão de 2022, ele tem apresentado um problema curioso aos cientistas: a descoberta de buracos negros supermassivos já 500 milhões de anos após o Big Bang. Isso, no entanto, é um problema, pois os processos de fusão e alimentação que permitem que os buracos negros atinjam massas milhões de bilhões de vezes maiores que a do Sol deveriam levar pelo menos 1 bilhão de an...

  No centro da galáxia Markarian 501, parece haver não apenas um, mas dois buracos negros supermassivos. Observações de rádio ao longo de vários anos sugerem que a dupla poderá se fundir em apenas 100 anos.   A representação artística mostra o centro da galáxia Markarian 501, de onde são emanados dois jatos poderosos. O buraco negro supermassivo no centro, cuja existência já era conhecida, desvia parcialmente a luz do jato que se encontra por detrás dele, formando o chamado anel de Einstein. Este jato curvado tem, muito provavelmente, origem num segundo buraco negro, ainda não observado. As observações de rádio são visíveis como contornos no fundo. Crédito: Emma Kun/Observatório HUN-REN Konkoly/realizado com apoio da IA As descobertas atuais sugerem que existe um buraco negro supermassivo no centro de quase todas as galáxias grandes, com uma massa milhões ou até bilhões de vezes maior que a do nosso Sol. Ainda não está claro exatamente como eles podem atingir massas tão enorme...

  Não é comum que astrônomos consigam observar grandes mudanças no brilho de uma galáxia ao longo de poucos anos. A maioria das galáxias muda de brilho (e outras características) ao longo de milhões ou bilhões de anos. Portanto, quando imagens da galáxia J0218-0036, a 10 bilhões de anos-luz de distância, mostraram que seu brilho diminuiu em um vigésimo em apenas 20 anos, os observadores ficaram surpresos. O que poderia causar isso? Isso não é "normal" para núcleos galácticos ativos (AGN).   Representação artística de um núcleo galáctico ativo (AGN) passando por um ciclo de brilho e escurecimento. Os painéis superiores mostram a galáxia inteira e os inferiores mostram o AGN central à medida que seu brilho diminui com o tempo devido à redução do fluxo de gás. Crédito: Instituto de Tecnologia de Chiba Astrônomos do Instituto de Tecnologia de Chiba, da Universidade de Potsdam (Alemanha), da Universidade de Toyama, do Instituto de Astrofísica das Canárias (Espanha), do Observató...

Um novo estudo propõe uma maneira inovadora de descobrir sistemas binários de buracos negros supermassivos, rastreando flashes sutis e repetidos de luz estelar.   Luz estelar (laranja) focalizada gravitacionalmente por um sistema binário de buracos negros supermassivos. O anel de Einstein é mostrado em azul. Crédito: Hanxi Wang   Pesquisadores da Universidade de Oxford e do Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) descreveram uma nova maneira de desvendar um dos fenômenos mais elusivos do universo: pares de buracos negros supermassivos fortemente ligados. Espera-se que esses sistemas se formem após a colisão de galáxias, mas os astrônomos só confirmaram até agora pares amplamente separados. Os sistemas binários mais próximos, que são muito mais difíceis de detectar, podem agora estar ao nosso alcance. Em um estudo publicado na revista Physical Review Letters , a equipe propõe rastrear flashes de luz sutis e repetidos provenientes de estrelas...

  📸 : NASA, European Space Agency, Canadian Space Agency, Space Telescope Science Institute, Pieter van Dokkum . Observações recentes do James Webb Space Telescope revelaram um sistema galáctico com uma forma extremamente incomum. A estrutura lembra o símbolo do infinito e parece ter surgido após a colisão frontal entre duas galáxias, criando dois anéis brilhantes que se conectam em um formato raro no universo. O que mais chama a atenção dos cientistas, porém, está no centro dessa estrutura. Em vez de um buraco negro localizado no núcleo de uma galáxia — como normalmente acontece — os dados sugerem que um buraco negro supermassivo pode estar se formando no espaço entre as duas galáxias. Essa possibilidade levanta uma hipótese fascinante. Os pesquisadores acreditam que o fenômeno pode ser um exemplo raro de “colapso direto”, quando uma gigantesca nuvem de gás colapsa diretamente em um buraco negro sem passar primeiro pelo processo de formação de estrelas. Se essa interpretaçã...

  Astrônomos encontraram a resposta para um mistério antigo da astrofísica: por que o crescimento de buracos negros supermassivos é muito menor hoje do que no passado? Um estudo que utilizou o Observatório de Raios X Chandra da NASA e outros telescópios de raios X descobriu que os buracos negros supermassivos são incapazes de consumir matéria tão rapidamente quanto faziam em um passado distante. Os resultados foram publicados na edição de dezembro de 2025 do The Astrophysical Journal . Imagens de raios X, ópticas e infravermelhas de J033225 e J033215. Crédito: Raio X: NASA/CXC/Penn State Univ./Z. Yu et al.; Óptica (HST): NASA/ESA/STScI; Infravermelho: NASA/ESA/CSA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, L. Frattare Há dez bilhões de anos, houve um período que os astrônomos chamam de " meio-dia cósmico ", quando o crescimento de buracos negros supermassivos (aqueles com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol) atingiu seu pico em toda a história do univers...

A detecção de buracos negros supermassivos em órbita um ao redor do outro poderá em breve passar do domínio teórico para o observacional, graças a um fenômeno óptico notável. Normalmente invisíveis, estes gigantes cósmicos poderiam se revelar através de surtos luminosos surpreendentes provenientes de estrelas localizadas atrás deles. Impressão artística da luz de uma estrela (laranja) em segundo plano amplificada por um par de buracos negros supermassivos. Crédito: Max Planck Institute Este mecanismo baseia-se na lente gravitacional, um efeito previsto por Einstein onde a gravidade de um objeto massivo curva o espaço-tempo e desvia a luz. Este efeito serve normalmente para observar galáxias distantes, mas com um sistema binário, ele ganha em intensidade. Para um duo de buracos negros, a rotação em torno de um centro comum gera uma zona em forma de diamante, denominada curva cáustica, onde o efeito de lente é amplificado. Esta região varre o fundo espacial, e quando uma estrela se ali...

 A  relatividade geral é uma das teorias fundamentais da física moderna. Sua visão peculiar do tempo e do espaço relativos foi confirmada por inúmeros testes experimentais e observacionais, desde o arrasto de referenciais rotacionais até a radiação de ondas gravitacionais. Mas há razões para acreditar que ela não representa a palavra final sobre a natureza do espaço e do tempo. Descobertas feitas pela rede LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) desde a primeira detecção, pelo LIGO, de ondas gravitacionais emanando de pares de buracos negros em colisão. Crédito: LIGO/Caltech/MIT/R. Hurt (IPAC) Uma das principais razões para isso é que a relatividade geral deixa de ser válida na escala do minúsculo. O mundo dos átomos e moléculas é quântico, mas a relatividade geral é uma teoria clássica. O que precisamos é de uma teoria quântica da gravidade. Existem muitos modelos propostos para a gravidade quântica, mas eles frequentemente assumem modelos alternativos de gravidade. Teorias que fornecem os ...