No coração da Via Láctea, reside um imenso objeto conhecido como Sagitário A*. Este buraco negro supermassivo não é uma anomalia; os cientistas acreditam que gigantes semelhantes existem no núcleo de quase todas as grandes galáxias do cosmos. Esses buracos negros, com massas variando de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, podem ter crescido em conjunto com suas respectivas galáxias, desempenhando um papel crucial em sua formação e evolução.
Joseph Simon, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências Astrofísicas e Planetárias da CU Boulder, dedicou sua carreira ao estudo desses indescritíveis objetos celestes. Ele empregou simulações de computador para prever as massas dos maiores buracos negros supermassivos do universo, um conceito matemático conhecido como função de massa do buraco negro. Seus cálculos sugerem que os buracos negros podem ter sido maiores, em média, bilhões de anos atrás do que se pensava anteriormente. Essas descobertas podem ajudar os pesquisadores a entender as forças que moldaram esses buracos negros à medida que cresceram de pequenas entidades para os gigantes que são hoje.
As descobertas inovadoras de Simon foram publicadas no The Astrophysical Journal Letters. No entanto, sua pesquisa se estende além da função de massa do buraco negro. Ele também faz parte do Observatório Norte-Americano de Nanohertz para Ondas Gravitacionais (NANOGrav), um esforço de pesquisa que passou 15 anos procurando o “fundo da onda gravitacional”. Este conceito refere-se ao fluxo constante de ondas gravitacionais, ou ondulações gigantes no espaço e no tempo, que ondulam pelo universo em uma base quase constante. Essas ondas devem suas origens a buracos negros supermassivos.
Quando duas galáxias colidem, seus buracos negros centrais também podem colidir e se fundir. Essa dança cósmica culmina em uma fusão violenta, semelhante a dois címbalos de uma orquestra se chocando. Essa colisão cósmica gera ondas gravitacionais, literalmente distorcendo o tecido do universo. O tamanho das ondas gravitacionais depende da massa dos buracos negros envolvidos. Buracos negros maiores fazem um estrondo maior e produzem ondas gravitacionais muito maiores.
No entanto, há um desafio significativo no estudo desses fenômenos. Medições precisas de massas de buracos negros supermassivos estão disponíveis apenas para nossa galáxia e galáxias próximas. Para galáxias distantes, os cientistas precisam estimar as massas dos buracos negros. Simon decidiu enfrentar esse problema de uma maneira nova. Ele reuniu informações sobre centenas de milhares de galáxias, algumas com bilhões de anos, e usou essas informações para calcular as massas aproximadas dos buracos negros para as maiores galáxias do universo. Ele então empregou modelos de computador para simular o fundo de ondas gravitacionais que essas galáxias podem criar e que atualmente varre a Terra.
Os resultados de Simon revelam uma ampla gama de massas de buracos negros supermassivos no universo que datam de aproximadamente 4 bilhões de anos. Curiosamente, ele descobriu que parecia haver mais galáxias grandes espalhadas pelo universo bilhões de anos atrás do que alguns estudos anteriores previam. Isso contradiz a expectativa de que sistemas massivos só seriam vistos no universo próximo, pois leva tempo para os buracos negros crescerem.
No entanto, a pesquisa de Simon contribui para um crescente corpo de evidências sugerindo que os buracos negros podem não precisar de tanto tempo para crescer quanto se acreditava anteriormente. A equipe NANOGrav, por exemplo, viu indícios semelhantes de buracos negros gigantes escondidos no universo bilhões de anos atrás. Essa nova perspectiva sobre o início do universo e o crescimento dos buracos negros abre caminhos empolgantes para pesquisas futuras.
Simon planeja explorar toda a gama de buracos negros que se estendem ainda mais para trás no tempo. Isso pode fornecer pistas sobre como a Via Láctea e nosso sistema solar surgiram. Compreender as massas dos buracos negros é fundamental para responder a questões fundamentais sobre o universo. Isso inclui a natureza do fundo das ondas gravitacionais e como as galáxias crescem.
O trabalho de Simon contribui para nossa compreensão de como o universo evoluiu. O estudo de buracos negros supermassivos é um aspecto fundamental da astrofísica. O fundo da onda gravitacional é um fenômeno significativo resultante das atividades de buracos negros supermassivos. A pesquisa de Simon abriu novos caminhos para entender o início do universo e o crescimento dos buracos negros.
O estudo de buracos negros supermassivos não é apenas entender esses gigantes celestes em si mesmos. Trata-se de juntar as peças do quebra-cabeça cósmico do nosso universo. Cada buraco negro, com sua imensa atração gravitacional e capacidade de distorcer o espaço-tempo, é a chave para a compreensão das leis fundamentais que governam nosso universo. O fundo da onda gravitacional, um fluxo constante de ondulações no tecido do espaço-tempo, é uma prova das danças cósmicas desses buracos negros. Serve como um lembrete constante da natureza dinâmica e em constante evolução do cosmos.
A metodologia de pesquisa de Simon é uma prova do poder da inovação científica. Ao reunir informações sobre centenas de milhares de galáxias e usar esses dados para estimar as massas de buracos negros supermassivos, Simon demonstrou o potencial da observação indireta e da inferência na descoberta científica. Seu uso de modelos de computador para simular o fundo da onda gravitacional destaca ainda mais o papel da tecnologia no avanço de nossa compreensão do universo.
A revelação de que havia mais galáxias grandes espalhadas pelo universo bilhões de anos atrás do que se pensava desafia as teorias astrofísicas existentes. Isso sugere que nossa compreensão da evolução cósmica ainda é incompleta e que ainda há muitos mistérios a serem desvendados. Essa descoberta também implica que os buracos negros podem não precisar de tanto tempo para crescer quanto se acreditava anteriormente, desafiando nossa compreensão da formação e crescimento dos buracos negros.
A pesquisa de Simon também ressalta a interconexão do cosmos. A colisão e fusão de buracos negros em galáxias distantes têm implicações que vão muito além de sua vizinhança imediata. Eles geram ondas gravitacionais que viajam pelo universo, influenciando a estrutura do espaço-tempo. Esses eventos cósmicos, ocorridos há bilhões de anos e a bilhões de anos-luz de distância, moldaram o universo como o conhecemos hoje.
Olhando para o futuro, Simon planeja mergulhar mais fundo na história do universo. Ao explorar toda a gama de buracos negros que se estendem ainda mais para trás no tempo, ele espera descobrir pistas sobre como nossa galáxia e sistema solar surgiram. Esta linha de investigação não é apenas para satisfazer a curiosidade científica. Trata-se de entender nossas origens cósmicas e nosso lugar no universo.
Em conclusão, entender as massas dos buracos negros é fundamental para responder a questões fundamentais sobre o universo. Ele lança luz sobre o fundo das ondas gravitacionais, o crescimento das galáxias e a evolução do nosso universo. A pesquisa de Simon, embora focada em buracos negros supermassivos, tem implicações de longo alcance. Contribui para a nossa compreensão do universo, desafia as teorias existentes e abre novos caminhos para a exploração. À medida que continuamos a estudar esses gigantes celestes, damos um passo mais perto de desvendar os mistérios do cosmos.
Fonte:
https://www.colorado.edu/today/2023/06/20/weighing-mysterious-black-holes-lurking-hearts-galaxies
