Fig. Um par de buracos negros supermassivos foi encontrado em uma galáxia espiral (como a Via Láctea), pela primeira vez. Esta galáxia, chamada NGC 3393, é relativamente próxima a uma distância de 160 milhões de anos luz. Credit: NASA
Por PGAPereira e NASA
Os buracos negros são provavelmente os membros remanescentes de uma fusão de duas galáxias de massas desiguais de um bilhão ou mais de anos.
Astrônomos usando o observatório de raios-X da NASA descobriram o primeiro par de buracos negros supermassivos em uma galáxia espiral semelhante à Via Láctea há aproximadamente 160 milhões de anos-luz da Terra. Os buracos negros estão localizados perto do centro da galáxia espiral NGC 3393. Separados por apenas 490 anos-luz, os buracos negros são provavelmente os membros remanescentes de uma fusão de duas galáxias de massas desiguais de um bilhão ou mais de anos. "Se estas galáxias não estavam tão próximas, não teríamos nenhuma chance de separar os dois buracos negros da forma que temos hoje”, disse Pepi Fabbiano do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), em Cambridge, Massachusetts. "Uma vez que estas galáxias ficam bem debaixo de nossos narizes para os padrões cósmicos, faz-nos saber quantos desses pares de buracos negros ainda permanecem ausentes." Observações anteriores em raios-X e outros comprimentos de onda indicam que somente um buraco negro existia no centro da NGC 3393.
No entanto, um olhar nos comprimentos de onda do Chandra permitiu que os pesquisadores detectassem e separassem a dupla de buracos negros. Ambos os buracos negros estão crescendo ativamente e emitindo raios-X quando o gás cai em direção a eles e se torna mais quente. Quando duas galáxias espirais de tamanho iguais se fundem, os astrônomos acham que deve resultar na formação de um par de buracos negros e galáxia com uma aparência rompida e formação estelar intensa. Um exemplo bem conhecido é o par de buracos negros supermassivos em NGC 6240, que está localizado a 330 milhões de anos-luz da Terra. No entanto, NGC 3393 é uma galáxia espiral bem organizada, e estrelas velhas dominam seu bojo central. Estes são propriedades incomuns para uma galáxia contendo um par de buracos negros. Em vez disso, NGC 3393 pode ser o primeiro exemplo conhecido onde a fusão de uma grande galáxia e uma muito menor, apelidada de "fusão menor" pelos cientistas, resultou na formação de um par de buracos negros supermassivos.
Na verdade, algumas teorias dizem que as fusões menores devem ser a forma mais comum de pares para formar um buraco negro, mas bons candidatos têm sido difíceis de encontrar, por cuja razão a galáxia mesclada é esperada parecer tão típica. "As duas galáxias se fundiram sem deixar vestígios antes da colisão, além dos dois buracos negros”, disse Wang Junfeng, também do CFA. "Se houvesse uma incompatibilidade de tamanhos entre as duas galáxias, não seria uma surpresa para uma ainda maior sobreviver ilesa." Se isso fosse uma fusão menor, o buraco negro na galáxia menor deveria ter tido uma pequena massa que a do outro buraco negro antes de suas galáxias começasse a colidir. Boas estimativas das massas dos dois buracos negros ainda não estão disponíveis para testar essa idéia, embora as observações mostrem que ambos os buracos negros são mais massivos do que cerca de um milhão de sóis. Supondo uma fusão menor ter ocorrido, os buracos negros devem se fundir após cerca de um bilhão de anos. Ambos os buracos negros supermassivos são fortemente obscurecido por poeira e gás, o que os torna difíceis de observar em luz óptica. Porque os raios X são mais energéticos, eles podem penetrar este material obscurecendo-o. Espectros de raios-X do Chandra mostram as marcas claras de um par de buracos negros supermassivos.
A NGC 3393 descoberta tem algumas semelhanças com um possível par de buracos negros supermassivos recém-descobertos por Julia Comerford da Universidade do Texas em Austin, também usando dados do Chandra. Dois raios-X fontes, que podem ser devido a buracos negros supermassivos em uma galáxia cerca de dois bilhões de anos-luz da Terra, estão separados por cerca de 6.500 anos-luz. Como em NGC 3393, a galáxia hospedeira não mostra sinais de perturbação ou extremas quantidades de formação estelar. No entanto, nenhuma estrutura seja de que tipo for incluindo formações em espirais, é vista na galáxia. Além disso, uma das fontes pode ser explicada por um jato, o que implica apenas um buraco negro supermassivo está localizada na galáxia. "Colisões e fusões são uma das maneiras mais importantes para as galáxias e os buracos negros crescerem", disse Guido Risaliti do CfA e do Instituto Nacional de Astrofísica, em Florença, Itália. "Encontrar um par de buracos negros em uma galáxia espiral é uma pista importante em nossa busca para aprender como isso acontece."
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