Mini buraco negro supermassivo pode ajudar a explicar evolução dos "grandalhões"

Um “mini” buraco negro supermassivo em crescimento foi encontrado em uma galáxia anã, dando aos astrônomos uma possível pista para alguns dos maiores mistérios do universo. Com “apenas” 200 mil vezes a massa do Sol, o buraco negro no centro da galáxia Mrk 462 poderia revelar segredos sobre a evolução desses objetos invisíveis.

• Veja as emissões de um buraco negro supermassivo nesta imagem de tirar o fôlego
• Buracos negros supermassivos parecem ter crescido devido à expansão do universo

Em um novo estudo, cientistas usaram o observatório Chandra para observar oito galáxias anãs que já haviam mostrado indícios de buracos negros em crescimento nos seus núcleos a partir de dados ópticos coletados pelo Sloan Digital Sky Survey. Dessas oito candidatas, apenas a Mrk 462 mostrou a assinatura de raios-X que eles procuravam.

Do ponto de vista de nossos telescópios, a galáxia anã Mrk 462 fica ao lado do grupo de galáxias HCG068. Mas é a pequena galáxia anã que está emitindo grandes quantidades de raios-X, que chamou a atenção dos astrônomos.

Em Mrk 462, há apenas algumas centenas de milhões de estrelas (cerca de cem vezes menos do que na Via Láctea). Nessas galáxias, o brilho é bem mais fraco, o que dificulta ainda mais a detecção dos buracos negros supermassivos em seus núcleos.

Para complicar ainda mais, esta galáxia anã possui uma grande quantidade de poeira no centro, impedindo a observação direta das estrelas centrais, por exemplo. No coração da Via Láctea, também há bastante poeira, mas ainda assim foi possível observar a órbita das estrelas que revelam o nosso buraco negro supermassivo, o Sagittarius A*.

Contudo, a grande quantidade de raios-X encontrada na Mrk 462 mostrou que em seu núcleo reside algo poderoso. Especificamente, os astrônomos encontraram muito mais sinais de raios-X de alta energia em comparação com raios-X de baixa energia. Isso indica que o há ali um buraco negro em alguma atividade.

Como buracos negros supermassivos crescem?

A nova descoberta é importante, porque pode ajudar os astrônomos a finalmente responder uma das perguntas mais incômodas da astronomia moderna: como os buracos negros supermassivos ficaram tão grandes tão rapidamente?

Buracos negros pequenos se formam a partir do colapso de uma estrela que encerrou seu ciclo de fusão nuclear. Eles podem ter algumas dezenas de vezes a massa do Sol, mas não mais que isso, pois as próprias estrelas não podem ter mais que cerca de 150 massas solares.

Como, então, buracos negros supermassivos com milhões, e até bilhões de massas solares se formaram no centro das galáxias? Existem algumas hipóteses, com as mais diversas explicações, algumas envolvendo os hipotéticos buracos negros primordiais e o colapso de nuvens ultramassivas no início do universo.

Se o buraco negro na Mrk 462 estiver mesmo em “fase de crescimento”, e se os astrônomos encontrarem o mesmo cenário em outras galáxias anãs, eles poderão descartar algumas dessas hipóteses, o que certamente os levaria para mais perto de uma resposta definitiva sobre a evolução dos buracos negros supermassivos.

Por exemplo, se as condições necessárias para o colapso direto de uma nuvem gigante em um buraco negro de tamanho médio são raras, então não deve haver muitas galáxias anãs com buracos negros supermassivos, como a Mrk 462.

Esses resultados seriam apresentados na 239ª reunião da American Astronomical Society em Salt Lake City, mas o evento foi cancelado devido a precauções contra a COVID-19.

Fonte: Chandra X-ray Observatory, NASA