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Os buracos negros supermassivos residem nos centros da maioria das grandes galáxias. A questão é: esses gigantes famintos escapam de seus hospedeiros para vagar livremente no vazio?
Os cientistas podem ter acabado de avistar um desses buracos negros supermassivos, de acordo com um novo estudo a ser publicado no Astrophysical Journal Letters (pré-impressão disponível aqui ). A pista deles é uma imagem do Telescópio Espacial Hubble, na qual uma faixa estreita de estrelas está emergindo de uma galáxia distante.
Existem várias maneiras de um buraco negro supermassivo escapar do centro de uma galáxia.
Quando duas galáxias se chocam, seus buracos negros supermassivos se enrolam em direção ao centro do poço gravitacional como bolas de roleta em uma roda giratória. Pode levar centenas de milhões ou mesmo bilhões de anos, mas eventualmente a espiral interna dos buracos negros leva à sua fusão – um evento que pode dar um pontapé no buraco negro recém-formado, ejetando-o do centro.
“O recuo dos buracos negros é um resultado natural de nossos modelos”, diz Marta Volonteri (Instituto de Astrofísica de Paris), que estudou colisões simuladas de buracos negros supermassivos.
A situação pode ficar mais complicada: antes que dois buracos negros se fundam, outra galáxia pode aparecer, doando um terceiro buraco negro. A dança gravitacional resultante da trindade pode chutar um deles – geralmente aquele com a massa mais baixa – do núcleo com uma velocidade enorme.
Apesar das previsões, os cientistas ainda estão procurando por seu primeiro buraco negro fugitivo ou retraído. O candidato mais atraente até o momento é um quasar conhecido como 3C 186 , que parece estar deslocado do centro de sua galáxia hospedeira.
No entanto, a descoberta fortuita relatada no novo estudo pode dar ao quasar uma corrida pelo seu dinheiro.
O que despertou o interesse dos cientistas foi um rastro quase reto de estrelas emergindo de uma galáxia anã. À primeira vista, o recurso se assemelhava a jatos expelidos por núcleos galácticos ativos, mas um exame mais atento mostrou que suas propriedades são diferentes de tudo visto antes. Por um lado, a luz mostra assinaturas claras de luz estelar em vez de plasma, ao contrário de jatos típicos. A forma da trilha – afiada como lápis no topo e um pouco mais larga perto da galáxia – também é exatamente o oposto do que associamos aos jatos AGN .
A equipe sugere que estamos observando o rastro de um buraco negro fugitivo enquanto ele viaja através do gás que cerca sua galáxia a cerca de 1.600 quilômetros por segundo (3,5 milhões de mph). A passagem do buraco negro choca o meio, provocando a formação de estrelas em seu rastro.
“É realmente incrível como eles se parecem com nossas fotos”, diz Volonteri, cuja equipe previu trilhas semelhantes no passado. Volonteri não estava envolvido no novo estudo.
Curiosamente, um exame mais minucioso da área revelou uma segunda trilha, muito mais fraca, no lado oposto da galáxia. Mais uma vez, os conhecidos jatos bipolares de núcleos galácticos ativos vêm à mente como a explicação óbvia, mas as evidências simplesmente não batem. “Discutimos muito isso”, diz Grant Tremblay (Centro de Astrofísica, Harvard & Smithsonian), que contribuiu para o estudo. “Estou realmente convencido de que não pode ser um fluxo bipolar – simplesmente não faz sentido.”
A equipe especula que a galáxia, cuja forma irregular e formação entusiástica de estrelas sugerem uma colisão recente, originalmente abrigava três buracos negros. À medida que o buraco negro mais leve foi ejetado para criar a trilha brilhante, a dupla restante foi lançada na direção oposta com velocidade um pouco menor.
É muito cedo para reivindicar a descoberta de um buraco negro supermassivo descontrolado, quanto mais de três. No entanto, existem maneiras de controlar melhor a origem das trilhas. A equipe está especialmente interessada em um ponto brilhante na ponta da trilha mais brilhante, onde o buraco negro pode estar à espreita. “A detecção de uma fonte pontual de raios-X no topo dessa cauda seria um exemplo de um buraco negro em acreção”, diz Tremblay.
Nos próximos anos, a comunidade astronômica sem dúvida observará o recurso com vários observatórios terrestres e espaciais, diz Tremblay.
FONTES:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/have-scientists-found-rogue-supermassive-black-hole/
https://arxiv.org/pdf/2302.04888.pdf
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