2718: Encontrados três buracos negros em rota de colisão

CIÊNCIA

Um trio de buracos negros localizados a mil milhões de anos-luz da Terra.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade George Mason/R. Pfeifle et al.; ótico – SDSS & NASA/STScI

Os astrónomos descobriram três buracos negros gigantes numa colisão titânica de três galáxias. O sistema invulgar foi capturado por vários observatórios, incluindo três telescópios espaciais da NASA.

“Estávamos na altura apenas à procura de pares de buracos negros e, ainda assim, através da nossa técnica de selecção, deparámo-nos com este sistema incrível,” disse Ryan Pfeifle, da Universidade George Mason, em Fairfax, no estado norte-americano da Virgínia, primeiro autor de um novo artigo publicado na revista The Astrophysical Journal que descreve estes resultados. “Esta é a evidência mais forte já encontrada de um sistema triplo de buracos negros super-massivos activos.”

O sistema é conhecido como SDSS J084905.51+111447.2 (ou, abreviando, SDSS J0849+1114) e está localizado a mil milhões de anos-luz da Terra.

Para descobrir este grupo raro, os investigadores precisaram de combinar dados de telescópios no solo e no espaço. Primeiro, o telescópio SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que varre grandes faixas do céu no visível, situado no estado norte-americano do Novo México, fotografou SDSS J0849+1114. Com a ajuda de cientistas cidadãos que participam num projecto chamado Galaxy Zoo, foi rotulado como um sistema de galáxias em colisão.

Então, dados da missão WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA revelaram que o sistema brilhava intensamente no infravermelho durante uma fase na fusão galáctica em que se espera que mais do que um dos buracos negros estivesse a alimentar-se rapidamente. Para acompanhar estas pistas, os astrónomos voltaram-se para o Chandra e para o LBT (Large Binocular Telescope) no Arizona.

Os dados do Chandra revelaram fontes de raios-X – um sinal revelador de material a ser consumido pelos buracos negros – nos centros brilhantes de cada galáxia em fusão, exactamente onde os cientistas esperam que os buracos negros super-massivos residam. O Chandra e o NusTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA também encontraram evidências de grandes quantidades de gás e poeira em torno de um dos buracos negros, típico de um sistema de buracos negros em fusão.

Entretanto, dados no visível do SDSS e do LBT mostraram assinaturas espectrais características de material sendo consumido pelos três buracos negros super-massivos.

“Os espectros ópticos contêm muitas informações sobre uma galáxia”, disse a co-autora Christina Manzano-King da Universidade da Califórnia, em Riverside. “São usados frequentemente para identificar buracos negros super-massivos em acreção activa e podem reflectir o impacto que têm nas galáxias que habitam.”

Uma das razões pelas quais é difícil encontrar um trio de buracos negros super-massivos é que provavelmente estão envoltos em gás e poeira, bloqueando grande parte da sua luz. As imagens infravermelhas do WISE, os espectros infravermelhos do LBT e as imagens de raios-X do Chandra ignoram este problema, porque a luz infravermelha e os raios-X penetram nuvens de gás com muito mais facilidade do que a luz óptica.

“Com a utilização destes importantes observatórios, descobrimos uma nova maneira de identificar buracos negros super-massivos triplos. Cada telescópio dá-nos uma pista diferente do que está a acontecer nestes sistemas,” disse Pfeifle. “Esperamos ampliar o nosso trabalho para encontrar mais triplos usando a mesma técnica.”

“Os buracos negros duplos e triplos são extremamente raros,” disse Shobita Satyapal, também da Universidade George Mason, “mas estes sistemas são na verdade uma consequência natural das fusões galácticas, que pensamos ser como as galáxias crescem e evoluem.”

Três buracos negros super-massivos em fusão comportam-se de maneira diferente de apenas um par. Quando existem três buracos negros em interacção, um par deve fundir-se num buraco negro maior muito mais depressa do que se os dois estivessem sozinhos. Esta pode ser uma solução para um enigma teórico chamado “problema do parsec final”, no qual dois buracos negros super-massivos podem aproximar-se alguns anos-luz um do outro, mas precisariam de uma força extra para se fundirem devido ao excesso de energia que transportam nas suas órbitas. A influência de um terceiro buraco negro, como em SDSS J0849+1114, poderá finalmente reuni-los.

Simulações de computador mostraram que 16% dos pares de buracos negros super-massivos em galáxias em colisão terão interagido com um terceiro buraco negro super-massivo antes de se fundirem. Tais fusões terão produzido ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Estas ondas terão frequências mais baixas do que o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF e o detector europeu de ondas gravitacionais Virgo podem detectar. No entanto, podem ser detectáveis com observações rádio de pulsares, bem como com observatórios espaciais futuros, como o LISA (Laser Interferometer Space Antenna) da ESA, que detectará buracos negros com até um milhão de massas solares.

Astronomia On-line
27 de Setembro de 2019

 

2221: Asteróide do tamanho da Torre Eiffel vai passar pela Terra. É a segunda maior aproximação em 120 anos

(CC0/PD) 9866112 / Pixabay

Na segunda-feira, dia de S. João no Porto, um asteróide muito grande – que pode ser tão grande como a Torre Eiffel – vai passar pela Terra a mais de 45 mil quilómetros por hora.

O asteróide, conhecido como 441987 (2010 NY65), deverá medir entre 130 e 300 metros de diâmetro, de acordo com o Centro para Objectos Próximos à Terra – ou Near Earth Objects (NEOs) – da NASA.

As estimativas apontam que o objecto fará a sua maior aproximação à Terra esta segunda-feira às 16h59, passando a cerca de 2,92 milhões de quilómetros do nosso planeta – cerca de 7,5 vezes a distância da Terra à Lua.

Apesar de, em termos cósmicos, esta distância não ser muito grande, o asteróide não tem nenhuma probabilidade de atingir o nosso planeta.

Sendo que orbita o Sol, o NY65 aproxima-se da Terra uma vez por ano. De facto, a passagem esta segunda-feira será a segunda mais próxima desde, pelo menos, 1900, de acordo com as projecções dos seus movimentos passados. A única passagem mais próxima aconteceu o ano passado, quando o asteróide passou a 2,78 milhões de quilómetros do planeta.

Descoberto pela primeira vez em Julho de 2010 pelo Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA, o NY65 é particularmente interessante para os astrónomos porque as suas abordagens recentes levaram-no muito próximo da Terra, havendo tendência de continuar assim durante vários anos.

Isso faz com que seja um bom candidato a estudar o chamado “efeito Yarkovsky – uma força que actua num corpo giratório no espaço – que exige que os cientistas tomem medições de radar em múltiplos encontros próximos”, segundo a NASA. Tais observações podem ajudar os investigadores a entender mais sobre o objecto e poderia fornecer uma estimativa sobre a sua massa.

Observações anteriores realizadas em 2015 usando o radar de Arecibo em Porto Rico, por exemplo, forneceram algumas informações básicas sobre o tamanho do objecto e a taxa de rotação. Também revelaram uma característica na superfície que poderia ser uma cratera.

O asteróide também é interessante para os cientistas porque é classificado como um Near Earth Object (NEO), que é considerado “potencialmente perigoso”. NEO é um termo que se refere a qualquer asteróide ou cometa cuja órbita o faça dentro de 194 milhões de quilómetros do Sol, bem como dentro de aproximadamente 48 milhões de quilómetros da Terra.

A classificação “potencialmente perigosa” refere-se a qualquer NEO que tenha uma probabilidade (tipicamente pequena) de colidir com a Terra – ou seja, a distância de aproximação mínima prevista é inferior a 7,4 milhões de quilómetros – e é potencialmente maior que 140 metros de diâmetro.

Se uma rocha espacial deste tamanho atingisse a Terra, causaria devastação em regiões localizadas no caso de impacto sobre a terra, ou um tsunami que poderia danificar seriamente as áreas baixas se atingisse o oceano. Segundo a NASA, estes impactos ocorrem aproximadamente a cada dez mil anos em média.

A colisão de um asteróide de 300 metros teria efeitos ainda mais amplos e poderia resultar em mudanças climáticas globais que poderiam durar anos. O impacto poderia produzir uma força explosiva contendo 65 mil vezes mais energia do que a bomba atómica de Hiroxima.

Felizmente, estes impactos são extremamente raros. A grande maioria dos objectos que colidem com o nosso planeta é pequena – menos de 9 metros –  e queima na atmosfera, por isso nem sequer notamos.

Actualmente, os investigadores sabem da existência de mais de 19.000 NEOs – dos quais cerca de 2.000 são considerados potencialmente perigosos – com cerca de 30 novas descobertas por semana. A NASA estima que dois terços dos NEOs com mais de 140 metros ainda precisam de ser descobertos.

ZAP //

Por ZAP
24 Junho, 2019

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1317: Correntes trans-galácticas alimentam a galáxia mais luminosa do Universo

Impressão de artista de W2246-0526, a galáxia mais luminosa conhecida, e de três galáxias companheiras.
Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

De acordo com observações do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), publicadas na revista Science, a galáxia mais luminosa do Universo foi apanhada no ato de despir quase metade da massa, não de uma, não de duas, mas de pelo menos três das suas galáxias vizinhas mais próximas. A luz desta galáxia, conhecida como W2246-0526, demorou 12,4 mil milhões de anos para chegar até nós, de modo que a vemos como era quando o nosso Universo tinha apenas um-décimo da sua idade actual.

As novas observações com o ALMA revelam correntes distintas de material sendo puxado de três galáxias mais pequenas e fluindo para a galáxia mais massiva, que foi descoberta em 2015 pelo WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA. Não é de forma alguma a maior galáxia que conhecemos, mas não tem rival no que toca ao seu brilho, emitindo o equivalente em luz infravermelha a 350 biliões de sóis.

Os tentáculos de ligação entre galáxias contêm tanto material quanto as próprias galáxias. A incrível resolução e sensibilidade do ALMA permitiu que os investigadores detectassem estas correntes trans-galácticas notavelmente fracas e distantes.

“Sabíamos, de dados anteriores, que existiam três galáxias companheiras, mas não havia evidências de interacções entre essas vizinhas e a fonte central,” comenta Tanio Diaz-Santos da Universidade Diego Portales em Santiago, Chile, autor principal do artigo. “Não estávamos à procura de comportamentos canibais e não os esperávamos, mas este ‘mergulho’ profundo com o observatório ALMA deixa isso muito claro.”

O canibalismo galáctico não é invulgar, embora esta seja a galáxia mais distante na qual tal comportamento foi observado, e os autores do estudo não estão cientes de quaisquer outras imagens directas de uma galáxia a alimentar-se simultaneamente de material de múltiplas fontes naqueles primeiros tempos cósmicos.

Os investigadores enfatizam que a quantidade de gás que está a ser devorado por W2246-0526 é suficiente para mantê-la a formar estrelas e a alimentar o seu buraco negro central por centenas de milhões de anos.

A luminosidade surpreendente desta galáxia não se deve às suas estrelas individuais. Ao invés, o seu brilho é alimentado por um pequeno disco de gás, fantasticamente energético, que é super-aquecido à medida que espirala para o buraco negro super-massivo. A luz deste incrivelmente brilhante disco de acreção é então absorvida pela poeira em redor, que re-emite a energia sob a forma de luz infravermelha.

O material do disco de acreção cai sobre o buraco negro, alimentando o Núcleo Galáctico Activo (NGA), o que coloca esta galáxia numa rara classe de quasares conhecidos como “Hot DOGs” (Hot, Dust-Obscured Galaxies). Apenas cerca de um em cada 3000 quasares observados pelo WISE pertence a esta classe.

Grande parte da poeira e do gás desviado das três galáxias mais pequenas está provavelmente a ser convertido em novas estrelas e a alimentar o buraco negro super-massivo central. A gula desta galáxia, no entanto, pode levar à autodestruição. Estudos anteriores sugerem que a energia do NGA acabará por descartar muito, se não todo o combustível de formação estelar da galáxia.

Um trabalho anterior, liderado pelo autor Chao-Wei Tsai, estima que o buraco negro no centro de W2246-0526 tem cerca de 4 mil milhões de vezes a massa do Sol. A massa do buraco negro influencia directamente o brilho do NGA, mas o artigo mostra que W2246-0526 é cerca de três vezes mais luminoso do que deveria ser possível. A resolução desta aparente contradição exigirá mais observações.

Astronomia On-line
20 de Novembro de 2018

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