Vida turbulenta de dois buracos negros

Pormenor da impressão artística do processo de fusão da galáxia NGC 6240

Pormenor da impressão artística do processo de fusão da galáxia NGC 6240

NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

O Diário de Coimbra, na edição de 12 de janeiro, publicou um artigo de opinião dedicado a este estudo, da autoria do comunicador de ciência, António Piedade.

Os astrónomos pensam que a colisão entre galáxias tem um papel fundamental na história da evolução destes enormes aglomerados de estrelas, gás e poeira. A fusão de galáxias, ao perturbar o movimento do gás de que são constituídas, provoca a produção de muitas novas estrelas num curto espaço de tempo, e aumenta a massa dos buracos negros supermassivos que existem nos seus centros.

Para compreender este processo, é necessário conhecer em detalhe como se desenrola a aproximação e colisão futura dos buracos negros supermassivos no núcleo das galáxias originais. O gás frio e a poeira na galáxia NGC 6240, a 400 milhões de anos-luz, na constelação de Ofiúco, foi estudado por uma equipa internacional, de que faz parte Hugo Messias, antigo aluno da Faculdade e atualmente investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e que participou na obtenção da primeira imagem de um buraco negro divulgada pelo projeto Event Horizon Telescope em abril de 2019.

Produto de duas galáxias ainda em processo de fusão, a galáxia NGC 6240 tem uma forma complexa e caótica. No processo, os dois buracos negros no centro da colisão vão-se movendo um em torno do outro e arrastando em redor o material no qual estão possivelmente a ser formadas novas estrelas. Os investigadores utilizaram dados obtidos com o Observatório ALMA, no Chile, para conhecer a forma como este gás molecular frio, sobretudo monóxido de carbono entre -250 e -230º Celsius, está distribuído, e que estrutura apresenta.

“Este gás permite-nos estimar o crescimento no futuro próximo dos dois buracos negros supermassivos”, diz Hugo Messias, na altura membro do Observatório ALMA e que contribuiu para a criação da imagem e a interpretação dos dados. “Igualmente interessante é saber como é que o conjunto se está a mover. Podemos identificar componentes de gás a alta velocidade, fruto de explosões por exemplo, ou bolhas de gás.”

Os investigadores verificaram que o gás está concentrado na sua maior parte entre os dois buracos negros, ou que está a ser ejetado para longe a velocidades que podem atingir os 500 quilómetros por segundo. Os astrónomos conseguiram utilizar esta informação para estimar a massa dos dois buracos negros na ordem de algumas centenas de milhões de vezes a massa do Sol. Para um dos buracos negros, este valor é inferior ao anteriormente estimado, constatando-se que o que antes se pensava ser parte da massa do buraco negro, é de facto gás muito próximo do próprio buraco negro.

“Ao ter este detalhe de imagem da componente de gás e poeira entre os dois buracos negros, percebemos que nestes sistemas de colisão de galáxias podemos estar a sobrestimar a massa dos buracos negros supermassivos no seu centro, e que há muito gás que conduzirá, por exemplo, a uma aproximação mais rápida entre os dois buracos negros rumo há colisão”, afirma Hugo Messias.

Com este conhecimento da estrutura a três dimensões de uma galáxia em processo de fusão, a equipa espera ter contribuído para a futura compreensão da forma como as galáxias evoluem. “Um dos meus grandes interesses é saber como os buracos negros supermassivos influenciam a evolução da própria galáxia, algo que tem sido difícil comprovar apenas com observações”, comenta Hugo Messias, acrescentando: “Este estudo ajuda a entender como estes corpos crescem nesta fase e o que devemos ter em conta quando não temos este tipo de dados ao estudar outras galáxias.”

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