Buraco negro dentro do 'Fantasma de Mirach' intriga astrônomos

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Imagem: ESO/M. Kornmesser
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Um buraco negro nasce do colapso de uma estrela supermassiva – mas um buraco negro supermassivo nasce de quê? Uma galáxia pálida parecia esconder em seu núcleo a resposta – mas somente acrescentou mais mistério à gênese dos buracos supermassivos (ou SMBH, sua sigla em inglês).

A galáxia em questão é a NGC 404, a cerca de 10 milhões de anos-luz, na constelação de Andrômeda. Da Terra, ela aparece obscurecida pelo brilho da estrela Mirach, o que rendeu à NGC 404 o apelido de “Fantasma de Mirach".

A NGC 404 é o pequeno ponto luminoso no centro da imagem, ofuscado pelo brilho da estrela Mirach.A NGC 404 é o pequeno ponto luminoso no centro da imagem, ofuscado pelo brilho da estrela Mirach.Fonte:  NASA/JPL-Caltech/DSS 

Existem duas hipóteses para a gênese de SMBHs. Em uma delas, eles seriam formados através de um processo chamado “colapso direto” logo depois do Big Bang. Eles já nasceriam monstruosamente massivos e com um tamanho mínimo.

A outra hipótese sustenta que eles seriam os restos de uma estrela massiva em colapso e, por isso, relativamente pequenos (100 vezes a massa do nosso Sol), crescendo à medida que devoram tudo à sua volta.

O astrofísico Timothy Davis, da Cardiff University, e sua equipe começaram a procurar os menores SMBHs que pudessem encontrar, usando o Atacama Large Millimeter/Submilimeter Array (ALMA), um telescópio localizado nos Andes chilenos. E foi assim que eles acharam o que buscavam, dentro do “Fantasma de Mirach”.

Segredo guardado pelo "Fantasma"

Por muito tempo, pensou-se que a NGC 404 estivesse morta; qual não foi a surpresa quando, sob a luz ultravioleta, ela mostrou a presença de estrelas jovens em um anel de poeira jamais visto? O que interessava aos astrônomos, porém, era o SMBH em seu interior.

Vista sob luz ultravioleta, a mesma galáxia (o ponto brilhante no meio da imagem) revelou um anel de estrelas jovens.Vista sob luz ultravioleta, a mesma galáxia (o ponto brilhante no meio da imagem) revelou um anel de estrelas jovens.Fonte:  NASA/JPL-Caltech/DSS 

"O SMBH no centro da NGC 404 está atualmente ativo e engolindo gás; portanto, alguns dos modelos mais extremos baseados nessa hipótese e que apenas produziriam SMBHs muito grandes não podem ser verdadeiros", disse Davis ao site Live Science.

O buraco negro supermassivo no interior dessa galáxia lenticular é o de menor massa já encontrado: ele pesa menos de 1/1 milhão a massa de nosso Sol – o que, pelos cálculos de Davis e sua equipe, significa que ele tinha a metade desse peso quando nasceu.

O telescópio ALMA revelou, dentro da NGC 404 (à esquerda), um turbilhão de gás como jamais registrado (à direita).O telescópio ALMA revelou, dentro da NGC 404 (à esquerda), um turbilhão de gás como jamais registrado (à direita).Fonte:  HST/NASA/ESA/ALMA/T. Davis 

A equipe de Davis mediu a velocidade do monóxido de carbono presente no sistema à medida que ele é atraído em direção ao SMBH. Segundo Davis, “é como a água circulando um ralo: o gás viaja cada vez mais rapidamente conforme se aproxima do buraco negro". Esse turbilhão é produto direto da massa do buraco negro, de modo que a velocidade do redemoinho permitiu aos pesquisadores descobrirem quanto pesa o SMBH.

Para o astrônomo, buracos negros supermassivos pequenos podem não ter tido tempo de consumir grandes quantidades de matéria desde seu nascimento. Porém, nem isso esclarece a questão de como eles se formaram: SMBHs geralmente têm bilhões de vezes a massa do nosso Sol, em comparação com a de estrelas pesadas que formam buracos negros comuns ao colapsarem.

“Se existe uma massa mínima para um buraco negro supermassivo, ainda não a encontramos. Hoje, conhecemos duas maneiras principais de como nascem buracos negros supermassivos, e nenhuma delas explica como esse SMBH se formou", disse ao site Live Science o pesquisador da Cardiff University.

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