Não Existe Uma Ligação Direta Entre os Buracos Negros e a Matéria Escura

Buracos negros massivos tem sido encontrados no centro de quase todas as galáxias, onde de maneira proporcional as maiores galáxias – que também são aquelas que possuem os maiores halos de matéria escura – hospedam os buracos negros mais massivos. Isso leva a especulação se existe uma ligação direta entre a matéria escura e os buracos negros, isso é, será que essa componente até hoje exótica da física controla o crescimento dos buracos negros? Os cientistas no Max Planck Institute of Extraterrestrial Physics, do University Observatory Munich e da University of Texas em Austin conduziram um extenso estudo das galáxias para provar que a massa dos buracos negros não está diretamente relacionada com a massa do halo de matéria escura, mas sim parece sim ser determinado pela formação do bulbo galáctico. O trabalho dos pesquisadores foi publicado na edição de 20 de Janeiro de 2011 da revista Nature e pode ser acessado no final desse post.

As galáxias como a nossa Via Láctea, consiste de bilhões de estrelas, bem como de grande quantidade de gás e poeira. A maior parte disso pode ser observado em diferentes comprimentos de onda, desde as ondas de rádio e infravermelho para os objetos mais frios até a luz óptica e raios-X para as partes aquecidas a altas temperaturas. Contudo, existe também dois importantes componentes que não emitem qualquer luz e só podem ser inferidos por meio de sua atração gravitacional.

Todas as galáxias são embebidas em halos da chamada matéria escura, que se estende além da fronteira visível da galáxia e domina a sua massa total. Essa componente não pode ser observada diretamente, mas pode ser medida por meio de seu efeito nos movimentos das estrelas, gás e poeira. A natureza dessa matéria escura é ainda desconhecida, mas os cientistas acreditam que ela seja feita de partículas exóticas diferente da matéria normal, que formam o Sol, a Terra, as estrelas, os seres humanos e tudo que podemos ver no universo.

O outro componente invisível na galáxia é o buraco negro supermassivo que está localizado em seu centro. A nossa Via Láctea, por exemplo, abriga um buraco negro, que é aproximadamente quatro milhões de vezes mais pesado que o Sol. Esses monstros gravitacionais, algumas vezes maiores ainda, têm sido encontrados em todas as galáxias luminosas com bulbos centrais onde uma pesquisa direta é aplicável, a maioria e possivelmente todas as galáxias com bulbos devem conter um buraco negro, pelo menos acreditam os cientistas. Contudo, esse componente também não pode ser observado diretamente, a massa do buraco negro só pode ser inferida a partir do movimento de estrelas ao seu redor.

Em 2002, especulava-se que poderia existir uma correlação direta entre a massa do buraco negro e a velocidade de rotação dos discos externos da galáxia, que são dominados pelo halo de matéria escura, sugerindo que a desconhecida física da exótica matéria escura de alguma maneira controlava o crescimento dos buracos negros. Por outro lado, já havia sido mostrado alguns anos antes que a massa dos buracos negros era bem correlacionada com a massa do bulbo galáctico, ou seja, com a luminosidade da galáxia. Desde que as maiores galáxias em geral contém os maiores bulbos, não fica claro qual das correlações é mesmo fundamental para guiar o crescimento dos buracos negros.

Estudando as galáxias mergulhadas em massivos halos escuros com altas velocidades de rotação mas com pequenos ou sem bulbos, John Kormendy e Ralf Bender tentaram responder a essa questão. Eles realmente encontraram que galáxias sem bulbos – mesmo que elas estejam mergulhadas em massivos halos de matéria escura – podem na melhor das hipóteses conter buracos negros com massa bem pequena. Com isso eles puderam mostrar que o crescimento dos buracos negros está mais conectado com a formação do bulbo galáctico do que com a matéria escura.

“É difícil conceber como a matéria escura de baixa densidade, e vastamente distribuída poderia influenciar no crescimento de um buraco negro em um volume tão pequeno localizado tão profundamente na galáxia”, disse Ralf Bender do Max Planck Insitute for Extraterrestrial Physics e da University Observatory Munich. John Kormendy, da University of Texas em Austin, adiciona: “Parece muito mais plausível que o crescimento do buraco negro tenha relação com o do gás existente na sua vizinhança, primeiramente ali quando as galáxias se formaram”. No cenário que é aceito sobre a formação estrutural, as fusões galácticas deviam ocorrer frequentemente, o que mistura os discos, permitindo que o gás caia em direção ao centro e dispare explosões de formação de estrelas e alimente o buraco negro. Essas observações feitas por Kormendy e Bender indicam que esse precisa na verdade ser o processo dominante da formação e do crescimento de buracos negros.

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Fonte:

http://www.mpe.mpg.de/News/PR20110120/text.html

 

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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