3326: A vida turbulenta de dois buracos negros super-massivos apanhados numa colisão galáctica

CIÊNCIA/ESPAÇO

A galáxia NGC 6240, vista pelo ALMA (topo) e pelo Telescópio Espacial Hubble (baixo). Na imagem ALMA, o gás molecular é azul e os buracos negros são os pontos vermelhos. A imagem ALMA fornece a visão mais detalhada do gás molecular em torno dos buracos negros nesta galáxia em fusão.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), E. Treister; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; NASA/ESA Hubble

Uma equipa internacional de astrónomos usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para criar a imagem mais detalhada de sempre do gás em redor de dois buracos negros super-massivos numa galáxia em fusão.

A 400 milhões de anos-luz da Terra, na direcção da constelação de Ofiúco, duas galáxias estão a colidir entre si e a formar uma galáxia conhecida como NGC 6240. Esta galáxia de forma peculiar já foi observada muitas vezes, pois está relativamente perto. Mas NGC 6240 é complexa e caótica. A colisão entre as duas galáxias ainda está em andamento, trazendo com elas dois buracos negros super-massivos em crescimento que provavelmente se vão fundir num buraco negro ainda maior.

Para compreender o que está a acontecer em NGC 6240, os astrónomos querem observar em detalhe a poeira e o gás em redor dos buracos negros, mas as imagens anteriores não eram nítidas o suficiente para tal. Novas observações do ALMA aumentaram a resolução das imagens por um factor de dez – mostrando pela primeira vez a estrutura do gás frio na galáxia, mesmo dentro da esfera de influência dos buracos negros.

“A chave para entender esta sistema galáctico é o gás molecular,” explicou Ezequiel Treister da Pontificia Universidad Católica em Santiago, Chile. “Este gás é o combustível necessário para formar estrelas, mas também alimenta os buracos negros super-massivos, o que lhes permite crescer.”

A maior parte do gás está localizado numa região entre os dois buracos negros. Observações menos detalhadas, feitas anteriormente, haviam sugerido que este gás podia ser um disco giratório. “Não encontramos nenhuma evidência para isso,” disse Treister. “Ao invés, vemos um fluxo caótico de gás com filamentos e bolhas entre os buracos negros. Parte deste gás é expelido para fora com velocidades de até 500 km/s. Ainda não sabemos o que provocou estes fluxos.”

Outra razão para observar o gás com tanto detalhe é que este ajuda a determinar a massa dos buracos negros. “Os modelos anteriores, com base em estrelas circundantes, indicaram que os buracos negros eram muito mais massivos do que esperávamos, cerca mil milhões de vezes mais massivos que o Sol,” disse Anne Medling da Universidade de Toledo no estado norte-americano do Ohio. “Mas estas novas imagens do ALMA mostram, pela primeira vez, a quantidade de gás capturado dentro da esfera de influência dos buracos negros. Esta massa é significativa e, portanto, estimamos agora que as massas dos buracos negros são mais pequenas: cerca de algumas centenas de milhões de vezes a massa do nosso Sol. Com base nisto, pensamos que a maioria das medições anteriores de buracos negros em sistemas como este podem estar erradas em 5-90%.”

O gás também está mais próximo dos buracos negros do que os astrónomos esperavam. “Está localizado num ambiente muito extremo,” explicou Medling. “Acreditamos que eventualmente cairá no buraco negro ou será ejectado a altas velocidades.”

Os astrónomos não encontram evidências de um terceiro buraco negro na galáxia, que outra equipa afirmou recentemente ter descoberto. “Não vemos gás molecular associado a este terceiro núcleo reivindicado,” disse Treister. “Podia ser um enxame estelar local em vez de um buraco negro, mas precisamos de estudá-lo muito mais para dizer algo concreto sobre o objecto.”

A alta sensibilidade e resolução do ALMA são cruciais para aprender mais sobre os buracos negros super-massivos e o papel do gás nas galáxias em interacção. “Esta galáxia é tão complexa que nunca poderíamos saber o que está a acontecer no seu interior sem estas imagens rádio detalhadas,” disse Loreto Barcos-Muñoz do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, Virgínia, EUA. “Agora temos uma melhor ideia da estrutura 3D da galáxia, o que nos dá a oportunidade de entender como as galáxias evoluem durante os últimos estágios de uma fusão. Daqui a algumas centenas de milhões de anos, esta galáxia parecerá completamente diferente.”

Astronomia On-line
7 de Janeiro de 2020

spacenews

 

3101: Pela primeira vez, astrónomos descobriram uma galáxia com três buracos negros super-massivos

CIÊNCIA

NASA

Quase todas as galáxias do Universo têm um buraco negro super-massivo no seu centro. Mas, agora, os astrónomos descobriram, pela primeira vez, uma galáxia com três buracos negros.

A galáxia NGC 6240 tem uma forma irregular por ser o produto final de uma fusão de galáxias. Supõe-se que duas galáxias colidiram há muito tempo devido à presença de dois buracos negros super-massivos. Mas, de acordo com o estudo publicado em Outubro na revista especializada Astronomy & Astrophysics, novas observações revelaram que a galáxia tem três buracos negros, não dois.

Cada um dos três buracos negros super-massivos tem uma massa superior a 90 milhões de vezes a massa do Sol. Em comparação, Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea, é pouco mais de quatro milhões de vezes a massa do nosso Sol. Os três buracos negros estão localizados num volume inferior a três mil anos-luz de diâmetro.

“Até agora, esta concentração de três buracos negros super-massivos nunca tinha sido descoberta no Universo”, disse Peter Weilbacher, do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), em comunicado. “O presente caso fornece evidências de um processo de fusão simultâneo de três galáxias, juntamente com os seus buracos negros centrais”.

As fusões da galáxia são eventos incomuns – mas cruciais – na evolução das galáxias. É o mecanismo para a formação das galáxias mais massivas do cosmos. Os astrónomos não têm certeza da forma como se formaram num tempo cósmico relativamente curto. A existência de muitas fusões múltiplas, como a NGC 6240, pode explicar essa formação.

“Se processos simultâneos de fusão de várias galáxias ocorrerem, as maiores galáxias, com os seus buracos negros super-massivos centrais, poderão evoluir muito mais rapidamente”, explicou Weilbacher. “As nossas observações fornecem a primeira indicação desse cenário”.

Ainda separados, por enquanto, os buracos negros super-massivos continuarão a mover-se em direcção uns dos outros. Nos próximos milhões de anos, fundir-se-ão num só.

ZAP //

Por ZAP
27 Novembro, 2019