Telescópios espaciais Hubble e Chandra caçam buracos negros vagando por galáxias anãs.
- marcocenturion
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Usando o Telescópio Espacial Hubble, da NASA, e o Observatório de Raios X Chandra, astrônomos estão caçando buracos negros “errantes” que vagam por galáxias anãs.
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Por Robert Lea
Traduzido e adaptado por Marco Centurion
A descoberta desses buracos negros rebeldes em galáxias tão pequenas pode fornecer um “registro fóssil” que ajuda a explicar como os buracos negros supermassivos cresceram até atingir massas de milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol.
Buracos negros supermassivos são encontrados no coração de todas as grandes galáxias, e o Telescópio Espacial James Webb (JWST) tem descoberto cada vez mais esses titãs cósmicos já presentes quando o cosmos tinha menos de 1 bilhão de anos. Isso é problemático porque os processos de fusão e acreção que supostamente explicam o crescimento desses buracos negros supermassivos deveriam levar mais de 1 bilhão de anos para se completar. Uma possível explicação para isso é que o processo que dá origem aos buracos negros supermassivos pode começar com os chamados “sementes de buracos negros”, que dão uma vantagem inicial a esses processos de crescimento. Essas sementes, classificadas como “pesadas” ou “leves”, têm se mostrado difíceis de detectar em galáxias do universo primitivo.
No entanto, modelos dessas sementes de buracos negros preveem que suas assinaturas devem ser visíveis em galáxias anãs no universo local, com massas estelares totais de bilhões de vezes a massa do Sol. Essas galáxias anãs fornecem um laboratório único para o estudo da formação e da evolução inicial dos buracos negros, graças aos seus históricos relativamente tranquilos de fusões, em comparação com os das galáxias massivas. Isso significa que elas podem fornecer um “registro fóssil” das sementes originais de buracos negros por meio de seus buracos negros intermediários não centrais.
Em galáxias massivas, os buracos negros supermassivos centrais podem ser silenciosos, como o buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sagitário A* (Sgr A*), ou podem estar se alimentando vorazmente do gás e da poeira ao redor, criando um ambiente violento e turbulento que os astrônomos chamam de Núcleo Galáctico Ativo (AGN, na sigla em inglês). Esses AGNs são brilhantes, emitindo luz em todo o espectro eletromagnético.
A equipe por trás dessa investigação aponta que a grande maioria dos buracos negros encontrados em galáxias anãs está em processo de acreção (ganhando material e massa) e foi identificada como residindo em AGNs.
“Em comparação com galáxias mais massivas, as galáxias anãs podem ter densidades estelares centrais mais baixas e poços de potencial com formas mais irregulares. Como resultado, se um buraco negro se formar nas regiões externas de sua galáxia hospedeira, é improvável que ele espirale até o centro. Alguns pesquisadores inclusive previram que aproximadamente metade de todos os buracos negros em galáxias anãs são errantes.”
disse à Space.com a líder da equipe, Megan R. Sturm, da Universidade Estadual de Montana.
Sturm ainda complementa:
“Se esse for o caso, levantamentos de todo o céu voltados para os centros das galáxias podem simplesmente estar deixando de detectar uma grande população de galáxias anãs que abrigam buracos negros massivos. Isso tem implicações importantes para a fração de buracos negros nessa faixa de massa e, portanto, para a formação de buracos negros por meio de sementes.”
Observando AGNs fora do centro sob uma nova luz
O problema em detectar buracos negros errantes nessas pequenas galáxias é o fato de que esses AGNs em galáxias anãs precisam ser distinguidos de outras fontes de radiação, como regiões de intensa formação estelar ou “starbursts”, e de explosões de supernovas. Isso pode ser feito investigando essas regiões em vários comprimentos de onda diferentes.
“Observar buracos negros massivos no regime das galáxias anãs pode ser um processo complicado. Como a luminosidade máxima de um AGN é proporcional à sua massa, os AGNs em galáxias anãs geralmente são mais fracos do que seus equivalentes de maior massa. Além disso, AGNs de baixa luminosidade e baixa massa podem não ter uma região de linhas largas tradicional ou apresentar linhas largas fracas e difíceis de detectar. Isso os torna ao mesmo tempo mais difíceis de ver e mais fáceis de confundir com outros objetos estelares ou processos relacionados à formação estelar.”
disse Sturm.
Essa equipe utilizou o Chandra e o Hubble para estudar 12 galáxias anãs nas quais AGNs haviam sido previamente detectados em ondas de rádio. Oito desses AGNs pareciam estar deslocados em relação aos centros de suas galáxias hospedeiras, ou seja, eram “não nucleares”, indicando que poderiam abrigar buracos negros errantes.
“Em geral, buracos negros supermassivos residem no núcleo de galáxias massivas. No entanto, oito das galáxias anãs em nossa amostra exibiram emissão compacta em rádio originada fora do núcleo óptico da galáxia, deslocada em cerca de um a dois quiloparsecs [um quiloparsec equivale a aproximadamente 3.262 anos-luz] e, em alguns casos, inteiramente fora da galáxia hospedeira. Esses são potenciais candidatos a buracos negros ‘errantes’. Embora esses candidatos a AGNs errantes tenham sido observados em frequências de rádio, obter observações semelhantes a AGNs em comprimentos de onda ópticos ou de raios X confirmaria a presença de um AGN.”
explicou Sturm.
Sturm explicou que ela e seus colegas conseguiram detectar uma dessas fontes, designada ID 64, em luz óptica com o Hubble e em raios X com o Chandra. No entanto, isso revelou que ela é, na verdade, um AGN muito mais distante que simplesmente se alinha com essa galáxia anã a partir da nossa perspectiva.
“Sete galáxias em nossa amostra não apresentam contrapartidas ópticas ou de raios X detectadas de forma significativa. No entanto, permanece a possibilidade de que esses sejam buracos negros errantes que estão isolados ou residem em aglomerados estelares globulares ou nucleares que simplesmente estão abaixo dos limites de detecção do Hubble. Também permanece a possibilidade de que sejam intrusos de alto desvio para o vermelho, localizados ao fundo, que por acaso se sobrepõem às nossas galáxias no céu, como é o caso do ID 64.”
continuou ela.
Determinar se essas sete galáxias realmente abrigam buracos negros errantes ou se esses sinais de rádio são o resultado de AGNs mais distantes pode envolver o auxílio do JWST, o telescópio espacial de US$ 10 bilhões “irmão” do Hubble.
“Identificar a origem das fontes de rádio fora do núcleo para os sete candidatos restantes a buracos negros errantes pode ser possível com as capacidades extraordinárias do JWST. Com maior resolução, o JWST poderia potencialmente observar a fonte da emissão compacta em rádio, seja ela o núcleo de uma galáxia anã ou aglomerado estelar perturbado dentro da galáxia hospedeira, ou uma galáxia de alto desvio para o vermelho localizada ao fundo.”
Completou.
Os resultados da equipe foram publicados no Astrophysical Journal e pode ser lido na íntegra aqui.
Artigo encontrado no site Space.com (originalmente publicado em 20/02/2026)
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