Descobertos buracos negros super massivos a orbitar um no outro

Esta é a primeira vez que um grupo de astrónomos conseguiu observar e medir o movimento orbital entre dois buracos negros super massivos a centenas de milhões de anos-luz da Terra – uma descoberta esperada há mais de uma década.

Karishma Bansal é estudante do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Novo México e a autora principal do artigo, publicado recentemente na revista The Astrophysical Journal.

Em conjunto com o professor Greg Taylor e colegas da Universidade de Stanford – do Observatório Naval dos EUA e do Observatório Gemini – a astrónoma tem estudado a interação entre estes buracos negros há 12 anos.

“Há muito tempo que estamos a tentar encontrar um par de buracos negros super massivos a orbitar como resultado da fusão de duas galáxias,” comenta o professor. “Embora tenhamos teorizado tal evento, nunca ninguém tinha visto um. Até agora.”

No início de 2016, uma equipa internacional de investigadores, que trabalhava no projeto LIGO, detetou a existência de ondas gravitacionais, que vieram confirmar a previsão com cem anos de Albert Einstein e que surpreendeu a comunidade científica.

Estas ondas gravitacionais foram o resultado de dois buracos negros de massa estelar – mais ou menos 30 massas solares – a colidir no espaço. Agora, graças a esta pesquisa mais recente, os cientistas serão capazes de começar a compreender o que leva à fusão de buracos negros super massivos que criam ondulações no tecido do espaço-tempo.

Esta descoberta vai permitir também começar a aprender mais sobre a evolução das galáxias e sobre o papel que os buracos negros desempenham.

Usando uma rede composta por dez radiotelescópios espalhados pelos EUA e operado em Socorro, no estado do Novo México – o VLBA (Very Long Baseline Array) – os investigadores foram capazes de observar várias frequências de rádio emitidas por estes buracos negros.

Ao longo do tempo, os astrónomos foram essencialmente capazes de traçar a sua trajetória e de confirmá-los como um sistema binário visual. Por outras palavras, observaram estes buracos negros na órbita um do outro.

“Quando o Dr. Taylor me deu estes dados, eu era apenas uma aprendiz” comenta Bansal. “E quando descobrimos que existiam dados que remontavam a 2003, determinámos que se orbitam um ao outro. É muito emocionante”.

Para Taylor, a descoberta é o resultado de mais de 20 anos de trabalho e uma conquista incrível dada a precisão necessária para obter estas medições. A mais ou menos 750 milhões de anos-luz da Terra, a galáxia 0402+379 e os buracos negros super massivos no seu interior estão incrivelmente longe, mas também estão à distância perfeita da Terra, e entre eles, para serem observados.

A astrónoma realça que estes buracos negros super massivos têm uma massa combinada de 15 mil milhões de vezes a do nosso Sol, ou 15 mil milhões de massas solares. O tamanho inacreditável destes buracos negros significa que o seu período orbital ronda os 24 mil anos, o que significa que apesar da equipa já os observar há uma década, ainda não conseguiram ver a menor das curvaturas na sua órbita.

“O que conseguimos fazer é uma verdadeira conquista técnica ao longo deste período de 12 anos usando o VLBA para alcançar a resolução e precisão suficientes, na astrometria, para ver realmente a órbita a acontecer,” acrescenta Taylor. “É um pequeno triunfo tecnológico termos sido capazes de o fazer.”

Embora o feito técnico desta descoberta seja realmente surpreendente, Bansal e Taylor dizem que a investigação pode trazer novos conhecimentos sobre o Universo e sobre a origem das galáxias e a sua evolução futura.

“As órbitas das estrelas binárias fornecem muitas informações sobre elas,” afirma Bob Zavala, astrónomo do Observatório Naval do EUA. “Agora, podemos usar técnicas semelhantes para compreender os buracos negros super massivos e as galáxias onde residem.”

A continuação da observação da órbita e da interação entre estes dois buracos negros super massivos também pode ajudar a compreender melhor o futuro da Via Láctea.

Atualmente, a Galáxia de Andrómeda, que também tem um buraco negro super massivo no centro, está num percurso de colisão com a Via Láctea, o que significa que o evento que os investigadores estão atualmente a observar, pode ocorrer na nossa Galáxia daqui a alguns milhares de milhões de anos.

“Os buracos negros super massivos têm muita influência sobre as estrelas à sua volta e no crescimento e evolução da galáxia,” explica Taylor. “De modo que sabermos mais sobre eles, e o que acontece quando se fundem uns com os outros, poderá ser importante para a nossa compreensão do Universo.”

Bansal diz que a equipa de investigação fará outra observação do sistema daqui a três ou quatro anos para confirmar o movimento e obter uma órbita precisa. Entretanto, a equipa espera que esta descoberta incentive trabalhos relacionados de outros astrónomos.

// CCVAlg

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