À procura de um (mesmo muito grande) buraco negro supermassivo que anda perdido

Investigadores procuram, há vários anos, um dos maiores e mais ameaçadores buracos negros que se pensa existir. Perante as hipóteses existentes, vai ser o futuro telescópio espacial James Webb a “tirar teimas”.

NASA, ESA, M. Postman (STScI), T. Lauer (NOAO), and the CLASH team

Reza a história que no centro de cada galáxia, se esconde um buraco negro e, que quanto maior a galáxia, maior será a massa do buraco negro no seu centro. Então por onde anda aquele que devia habitar a galáxia supergigante Abell 2261? É o que investigadores como Marc Postman e Tod Lauer querem muito saber.

Há diferentes hipóteses na equação final que irá dar resposta ao intrigante mistério, como apurou o The New York Times. Inicialmente pensou-se que seria como três astrónomos tinham defendido quando escreveram, em 1980, sobre como os buracos negros alteram a evolução das galáxias que habitam.

Mitchell Begelman, Martin Rees e Roger Blandford consideraram que quando duas galáxias colidiam e se fundiam, os seus buracos negros centrais também se “encontravam”, formando um sistema binário - dois buracos negros a circularem um no outro.

Esses dois buracos negros massivos, girando, interagiam com o mar de estrelas em que estavam imersos. De vez em quando, a força gravitacional do binário empurrava estrelas para fora do centro, deixando os buracos negros ainda mais estreitamente ligados.

De forma gradual, este “processo de limpeza” fez com que a luz das estrelas que antes estava concentrada no centro se espalhasse num núcleo mais amplo e difuso. Foi este o tipo de cenário que Lauer e Postman pensaram ter encontrado com a Abell 2261.

Só que em vez de um “desvanecer” no centro do núcleo, há algo mais profundo, como se o buraco negro supermassivo e as suas estrelas tivessem sido “levadas”. Tal levantou uma hipótese ainda mais dramática: os dois buracos negros tinham-se fundido num gigantesco bocado de nada.

A fusão teria sido acompanhada por uma explosão cataclísmica de ondas gravitacionais, ondulações espaço-temporais previstas por Einstein em 1916 e finalmente vistas pelos instrumentos LIGO um século depois, em 2016.

De acordo com o artigo do The New York Times, se a explosão fosse desequilibrada teria enviado o buraco negro supermassivo resultante "voando" pela galáxia, ou mesmo para fora dela, algo que nunca foi observado. Portanto, encontrar o buraco negro errante era de extrema importância.

A análise da Abell 2261 tinha revelado quatro pequenos nós de luz dentro do núcleo difuso, que já foram observados com a ajuda do Hubble e do radiotelescópio Very Large Array. Com as medições realizadas quis perceber-se com que rapidez giravam as estrelas nos nós e, logo, se era necessário algum objeto massivo - um buraco negro - para mantê-los todos juntos.

Ficou demonstrado que dois dos nós eram provavelmente pequenas galáxias, com pequenos movimentos internos, canibalizados pela grande galáxia. As medições do terceiro nó tinham margens de erro tão grandes que ainda não podiam ser consideradas dentro ou fora da localização do buraco negro. Já o quarto nó, muito compacto, próximo ao limite inferior do núcleo, era demasiado fraco até para ser observado pelo Hubble.

O núcleo da galáxia também emite ondas de rádio, o que poderia levar a um jato que apontasse para a localização do buraco negro, isto se não se tratasse de uma “relíquia” com pelo menos 50 milhões de anos, ou seja, o grande buraco negro teria tido muito tempo para se deslocar para outro lugar desde que o jato foi desligado.

tek galáxia As emissões de rádio detetadas perto do centro da galáxia sugerem que a atividade de buracos negros supermassivos ocorreu no local há 50 milhões de anos. créditos: NASA/CXC, NASA/STScI, NAOJ/Subaru, NSF/NRAO/VLA

O Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, foi mais um dos recursos usados para ajudar na resolução do mistério, apontando para o núcleo do aglomerado e para os tais nós suspeitos. Mas também não teve sucesso.

Entretanto surgia uma outra hipótese. Imran Nasim, da Universidade de Surrey, no Reino Unido, publicava uma análise detalhada defendendo que a fusão de dois buracos negros supermassivos poderia reformular uma galáxia naquilo que correspondia ao que os seus colegas astrónomos tinham descoberto.

Simplesmente, o recuo da onda gravitacional “chuta” o buraco negro supermassivo para fora da galáxia”, explicou Nasim por email ao The New York Times

Perdendo a sua âncora supermassiva, a nuvem de estrelas em redor do buraco negro binário espalha-se, tornando-se mais difusa. A densidade de estrelas nessa região - a parte mais densa de toda a galáxia gigante - é apenas um décimo da densidade de estrelas nas proximidades da Via Láctea, resultando num céu noturno que pareceria anémico comparativamente ao nosso, escreve o jornal.

Perante as hipóteses na mesa, a comunidade científica aguarda agora pelo lançamento do tão esperado sucessor do Hubble James Webb, atualmente previsto para o final de outubro. É que o novo telescópio espacial vai ser capaz de examinar todos os quatro nós da A2261-BCG ao mesmo tempo e determinar se algum deles é um buraco negro supermassivo “disfarçado”, acredita-se.