Galáxia gigante com o maior núcleo já encontrado no Universo pode ter sido inflada por buraco negro

Astrônomos utilizando o Hubble, da NASA, conseguiram uma extraordinária imagem de uma galáxia elíptica que pode ter sido “inflada” pelas ações de um ou mais buracos negros em seu núcleo.

Medindo pouco mais de um milhão de anos-luz, a galáxia tem cerca de dez vezes o diâmetro da Via Láctea. A galáxia “inchada” é membro de uma classe incomum de galáxias com núcleos difusos e preenchidos com uma névoa de luz de estrelas onde normalmente haveria um pico de luz concentrado em volta de um buraco negro central. É como se fosse uma cidade sem centro, com casas espalhadas por uma grande área. As observações do Hubble revelaram que o núcleo inchado da galáxia, com cerca de dez mil anos-luz, é o maior já visto.

O tamanho de um núcleo geralmente está relacionado às dimensões da galáxia à qual pertence, mas, neste caso, a região central é muito maior do que os astrônomos esperariam com base no tamanho da galáxia. Na verdade, o núcleo inchado é mais que três vezes o tamanho do centro de outras galáxias muito luminosas.  Localizado a três bilhões de anos-luz de distância, a galáxia é a mais massiva e brilhante das galáxias do aglomerado Abell 2261.

Os astrônomos propuseram duas possibilidades para o núcleo inchado. Um cenário é que dois buracos negros que se fundiram causou uma agitação gravitacional que espalhou as estrelas. Outra ideia é que os buracos negros foram expulsos do núcleo. Deixadas sem uma âncora, as estrelas começaram a se espalhar ainda mais, criando o núcleo de aparência gigante.

“A expectativa de encontrar um buraco negro em cada galáxia é como a expectativa de encontrar um buraco dentro de um pêssego”, explicou o astrônomo Tod Lauer, do Observatório Óptico Nacional de Astronomia, em Tucson, Arizona, coautor do estudo do Hubble. “Com esta observação do Hubble, nós fatiamos o maior pêssego e não conseguimos encontrar o buraco. Nós não sabemos com certeza se o buraco negro não está lá, mas o Hubble mostra que não há concentração de estrelas no núcleo”.

O líder da equipe, Marc Postman, do Space Telescope Science Institute em Baltimore, disse que a galáxia se destacou na imagem do Hubble. “Quando eu vi pela primeira vez a imagem desta galáxia, eu soube imediatamente que era incomum”, explicou Postman.

“O núcleo era muito difuso e muito grande. O desafio foi, então, dar sentido a todos os dados, considerando o que já sabíamos de observações anteriores do Hubble, e chegar a uma explicação plausível para a naturezaintrigante desta galáxia”, ressaltou.

fato de o núcleo ter sido inchado pode ser devido a dois buracos negros centrais orbitando em torno do outro. Esses dois buracos negros juntos podem ter sido tão grandes como vários bilhões de sóis. Apesar de que um dos buracos negros pode ser nativo da galáxia e outro buraco poderia ter surgido a partir de uma galáxia menor, que foi engolida pela grande galáxia elíptica.

Neste cenário, estrelas orbitando o centro da galáxia gigante chegaram perto dos buracos negros gêmeos. As estrelas receberam, então, um pontapé gravitacional para fora do núcleo. Cada estilingue gravitacional roubou o impulso dos buracos negros, fazendo com que os dois se aproximassem cada vez mais, até que ambos finalmente se fundiram, formando um buraco negro supermassivo que “ainda está” no centro da galáxia.

Outra possibilidade relacionada é que a fusão dos buracos negros teria criado ondas gravitacionais, que são ondulações no tecido do espaço. Segundo a teoria da relatividade geral, dois buracos negros que se fundem produzem ondas de gravidade que se irradiam para longe.

A equipe agora está conduzindo observações de acompanhamento com o radiotelescópio Very Large Array (VLA), no Novo México. Os astrônomos esperam que materiais que caiam dentro de um buraco negro emitam ondas de rádio, entre outros tipos de radiação. Eles irão comparar os dados do VLA com as imagens do Hubble para determinar mais precisamente a localização do buraco negro, se ele realmente existe.Se os buracos negros são de massa desigual, então parte da energia pode irradiar mais fortemente em uma direção, produzindo o equivalente ao impulso de um foguete. O desequilíbrio de forças pode ter expulsado o buraco negro fundido do centro da galáxia a uma velocidade de milhões de quilômetros por hora, resultando nesta raridade que é uma galáxia sem um buraco negro central. “O buraco negro é a âncora para as estrelas”, explicou Lauer. “Se você tirá-lo, de repente, você tem muito menos massa. As estrelas não ficam bem presas e se espalham, ampliando o núcleo ainda mais”.

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