Hubble detecta grupo de buracos negros no centro de uma galáxia

Entre os caçadores de buracos negros, um grupo tem-se dedicado a procurar tipos específicos: singularidades de tamanho intermediário entre os supermassivos que rugem no interior das galáxias (como o Sagitário A*, no centro da Via Láctea) e os nascidos do colapso de estrelas massivas (com algumas vezes a massa do Sol). Foi buscando esse elo perdido que dois astrônomos do Instituto de Astrofísica de Paris (IAP) descobriram um grupo de pequenos buracos negros no centro de uma galáxia tão velha quanto o Universo.

"O nosso é o primeiro estudo a fornecer a massa e a extensão do que parece ser uma coleção de buracos negros no centro de um aglomerado globular colapsado", disse o astrônomo Eduardo Vitral.

Usando o telescópio espacial Hubble, ele e seu colega do IAP, o também astrônomo Gary Mamon, buscavam no interior do aglomerado globular NGC 6397, a 7,8 mil anos-luz da Terra, o hipotético buraco negro de tamanho intermediário. Essa galáxia tem um dos núcleos mais densos conhecidos e, ao examiná-lo, os pesquisadores chegaram a um resultado que não correspondia ao que eles imaginaram achar.

"Encontramos evidências muito fortes de uma massa invisível no núcleo denso do aglomerado globular, mas ficamos surpresos ao descobrir que essa massa extra não é pontual, ou seja, não está em um único lugar no espaço (o que seria esperado para um buraco negro maciço solitário), mas espalhada por uma área dentro do cluster", disse Vitral em um comunicado.

Restos estelares

Os astrônomos detectaram essa “massa invisível” usando as velocidades com que as estrelas viajam dentro do aglomerado, determinando assim a distribuição de sua massa total (incluindo a das estrelas visíveis, daquelas que não são tanto e das chamadas estrelas escuras): quanto mais massa houver em uma região, mais rapidamente as estrelas vão transitar por ela.

"Nossa análise indicou que as órbitas das estrelas são quase aleatórias por todo o aglomerado globular, em vez de manter movimentos sistematicamente circulares ou alongados", explicou Mamon. O que faria as estrelas se comportarem de maneira astronomicamente bizarra seriam remanescentes de estrelas massivas (anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros).

Acredita-se que o aglomerado NGC 6397 tenha mais de 20 buracos negros em seu interior.
Fonte:  ESA/Hubble/N. Bartmann Fonte:  ESA/Hubble/N. Bartmann 

Por conta de interações gravitacionais, esses restos acabaram no centro do NGC 6397, enquanto as estrelas de menor massa migraram para a periferia do aglomerado. Dessa forma, a hipótese lançada pelos astrônomos do IAP ganha peso por conta de dois estudos recentes, os quais, igualmente, defendem que remanescentes estelares como buracos negros de massa estelar poderiam migrar para o centro de aglomerados globulares.

Antigos monstros

A busca por singularidades de tamanho intermediário avança também por outra vertente: a de que os gigantes supermassivos são, na verdade, de tamanho M, e que ainda estamos por descobrir singularidades de tamanho G – incomensuravelmente grandes e estupendamente monstruosos, com massa 1 trilhão de vezes maior do que a do Sol ou 100 quintilhões (100.000.000.000.000.000.000) de massas solares.

Eles seriam maiores do que o maior buraco negro conhecido, o J2157, um dos primeiros a terem surgido no Universo, alimentando um quasar em chamas no centro de uma galáxia a 12 bilhões de anos-luz. Ele é um buraco negro do início do Universo, engolindo o equivalente a um Sol a cada 2 dias e crescendo como nenhum outro buraco negro conhecido o faz.

O estudo dos pesquisadores da IAP pode ajudar a entender como os buracos negros crescem. Se eles se fundirem em singularidades maiores, o fenômeno poderá ser captado pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).