Um artigo publicado no periódico científico Astrophysical Journal relata a descoberta de buracos negros que não ocupam centros galácticos, mas sim vagam por regiões externas de galáxias anãs. Chamados de “errantes”, esses objetos podem ajudar a esclarecer como surgiram os gigantes cósmicos que dominam o Universo atual.
A equipe utilizou o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios X Chandra, ambos da NASA, para examinar pequenas galáxias próximas em busca de sinais de buracos negros fora do núcleo.
Em resumo:
- Astrônomos identificaram buracos negros errantes em galáxias anãs;
- Esses objetos vagam fora do centro, em regiões externas;
- Eles podem ser sementes de gigantes cósmicos;
- Observações usaram dados do Hubble e Chandra;
- Em oito de 12 galáxias, sinais estavam deslocados;
- Confirmação ajudará explicar crescimento rápido no Universo jovem.
Atualmente, sabe-se que quase todas as grandes galáxias abrigam um buraco negro supermassivo no centro, com massas de milhões ou bilhões de vezes a do Sol. O desafio é entender como esses objetos cresceram tanto em um tempo relativamente curto da história do Universo.
Observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST), também da NASA, identificaram buracos negros gigantes quando o cosmos tinha menos de um bilhão de anos. Isso é intrigante, pois os modelos tradicionais indicam que o crescimento até essas dimensões levaria mais tempo.
“Sementes” de buracos negros podem ser a resposta
Uma hipótese é que esses colossos tenham se formado a partir de “sementes” de buracos negros. Essas sementes poderiam ser leves, originadas do colapso de estrelas massivas, ou pesadas, formadas pelo colapso direto de grandes nuvens de gás.
Se algumas dessas sementes já nasceram grandes, teriam vantagem no processo de crescimento, acumulando matéria mais rapidamente. No entanto, encontrar evidências diretas dessas fases iniciais no Universo distante continua sendo difícil.
As galáxias anãs oferecem uma pista importante. Por terem passado por menos fusões e interações ao longo do tempo, elas preservam melhor sinais do passado e funcionam como um tipo de registro fóssil da formação dos primeiros buracos negros.
Modelos teóricos indicam que vestígios dessas sementes podem sobreviver como buracos negros de massa intermediária nessas galáxias menores. E nem todos estariam no centro – alguns poderiam estar deslocados, vagando pelas regiões externas.
Em galáxias grandes, como a Via Láctea, o buraco negro central pode ser relativamente calmo, como o nosso Sagitário A*. Em outros casos, no entanto, ele pode estar devorando gás intensamente e formando um Núcleo Galáctico Ativo (AGN).
AGNs são bastante luminosos e emitem radiação em várias faixas do espectro, incluindo ondas de rádio e raios X. Por isso, são essenciais para identificar buracos negros em atividade.
Metade das galáxias anãs podem ter buracos negros fora dos núcleos
Liderada pela astrofísica Megan R. Sturm, da Universidade Estadual de Montana, nos EUA, a equipe analisou 12 galáxias anãs onde sinais de AGNs já haviam sido detectados em rádio. A pesquisadora explicou em entrevista ao site Space.com que o objetivo era verificar de onde essas emissões realmente partiam.
Em oito casos, a emissão estava deslocada do núcleo óptico. Em vez de surgir da região central, aparecia a distâncias de até dois quiloparsecs, o equivalente a milhares de anos-luz.
Esse deslocamento sugere a presença de buracos negros errantes. Em galáxias anãs, a gravidade central é mais fraca e o campo gravitacional pode ser irregular. Assim, um buraco negro formado longe do centro pode não migrar para lá.
Alguns pesquisadores estimam que até metade dos buracos negros em galáxias anãs pode estar fora do núcleo. Se isso for confirmado, levantamentos focados apenas na região central podem estar ignorando parte dessa população.
Identificar esses candidatos não é simples. AGNs em galáxias anãs tendem a ser menos luminosos, pois o brilho depende da massa do buraco negro. Além disso, seus sinais podem ser confundidos com regiões de intensa formação estelar ou explosões de supernovas.
Para diferenciar essas possibilidades, os cientistas combinaram observações ópticas do Hubble com dados de raios X do Chandra. A análise em múltiplos comprimentos de onda ajuda a separar buracos negros ativos de outros fenômenos cósmicos.
Em um dos casos estudados, chamado ID 64, foi possível detectar sinais na luz visível e em raios X. Porém, verificou-se que se tratava de um AGN muito mais distante, alinhado por coincidência com a galáxia anã observada.
Nas outras sete galáxias, não foram encontradas contrapartes ópticas ou em raios X detectáveis. Isso não exclui a presença de buracos negros errantes, que podem ser fracos demais para os limites atuais de observação.
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Webb pode ajudar a distinguir cenários
Também existe a possibilidade de que algumas fontes de rádio sejam galáxias distantes apenas projetadas na mesma linha de visão. Distinguir esses cenários é essencial para confirmar a real natureza dos sinais detectados.
Os pesquisadores acreditam que o Webb poderá contribuir nessa etapa. Com maior sensibilidade e resolução, o telescópio pode revelar se a emissão vem de um objeto dentro da galáxia anã ou de uma galáxia distante ao fundo.
Se confirmados, esses buracos negros errantes fornecerão pistas valiosas sobre as primeiras fases da formação de buracos negros. Eles podem ajudar a explicar como os gigantes cósmicos cresceram tão rapidamente nos primórdios do Universo. Ao estudar galáxias pequenas e discretas, os astrônomos podem estar desvendando parte fundamental da evolução cósmica. Esses objetos errantes podem representar peças-chave para entender a origem dos maiores buracos negros já observados.
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