Recorrendo ao Observatório de raios-X Chandra da NASA, os astrónomos encontraram centenas de buracos negros anteriormente escondidos, ou “enterrados”.
Este resultado fornece um censo mais preciso dos buracos negros no Universo.
Os buracos negros neste novo estudo são da variedade supermassiva, variedade esta que contém milhões ou mesmo milhares de milhões de vezes a massa do Sol.
Embora os astrónomos pensem que quase todas as grandes galáxias abrigam buracos negros gigantes nos seus centros, apenas alguns dos buracos negros estão a puxar ativamente material que produz radiação, e alguns estão “enterrados” debaixo de poeira e gás.
Ao combinar dados do CSC (Chandra Source Catalog) – um repositório público que inclui centenas de milhares de fontes de raios-X detetadas pelo observatório durante os seus primeiros 15 anos – e dados óticos do SDSS (Sloan Digital Sky Survey), uma equipa de astrónomos foi capaz de identificar centenas de buracos negros que anteriormente estavam escondidos.
Encontram-se em galáxias não previamente identificadas como contendo quasares, objetos extremamente brilhantes com buracos negros supermassivos de crescimento rápido.
“Os astrónomos já identificaram enormes números de buracos negros, mas muitos outros permanecem esquivos“, disse Dong-Woo Kim do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian, que liderou o estudo. “A nossa investigação descobriu uma população em falta e ajudou-nos a compreender como se estão a comportar”.
Há cerca de 40 anos que os cientistas conhecem galáxias que parecem normais no visível – com luz estelar e gás, mas não com as assinaturas óticas distintivas de um quasar – mas que brilham intensamente em raios-X. Referem-se a estes objetos como “XBONGs” (X-ray bright optically normal galaxies).
A análise sistemática do catálogo do Chandra e a comparação com os dados óticos do SDSS permitiu com que os investigadores identificassem 817 candidatos a XBONG, mais de dez vezes o número conhecido antes do Chandra estar em funcionamento.
As imagens nítidas do Chandra, que correspondem à qualidade das do SDSS, e a grande quantidade de dados do CSC tornaram possível a deteção destes muitos candidatos a XBONG.
Estudos posteriores revelaram que cerca de metade destes XBONGs representam uma população de buracos negros anteriormente escondidos.
“Estes resultados mostram como é poderoso comparar dados no visível e em raios-X”, disse a coautora Amanda Malnati, estudante do Smith College em Northampton, no estado norte-americano de Massachusetts. “O CSC é um tesouro cada vez maior que ajudará os astrónomos a fazer descobertas durante anos”.
Os raios-X são particularmente úteis para procurar buracos negros de crescimento rápido porque o material que os rodeia é sobreaquecido a milhões de graus e brilha fortemente em comprimentos de onda de raios-X.
Um casulo espesso de gás e poeira em torno de um buraco negro bloqueará a maior parte ou toda a luz em comprimentos de onda óticos. Os raios-X, contudo, passam através do casulo muito mais facilmente para assim serem detetados pelo Chandra.
Depois de estudar a quantidade de raios-X detetados em diferentes energias para cada fonte, a equipa concluiu que cerca de metade dos candidatos a XBONG envolvem fontes de raios-X que estão “enterradas” sob gás espesso porque foram detetadas quantidades relativamente pequenas de raios-X de baixa energia.
Tais raios-X são bloqueados mais facilmente por camadas de gás circundante do que raios-X mais energéticos.
Estas fontes de raios-X são tão brilhantes que quase todos devem ser de material em redor de buracos negros de crescimento rápido.
Dados do WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) da NASA fornecem evidências adicionais de que cerca de metade dos XBONGs são buracos negros supermassivos “enterrados” e em crescimento. Em termos de distância à Terra, estes buracos negros variam entre 550 e 7,8 mil milhões de anos-luz.
“Não é todos os dias que se pode dizer que se descobriu um buraco negro”, disse a coautora Alyssa Cassity, estudante da Universidade da Colúmbia Britânica, “por isso é muito excitante perceber que descobrimos centenas deles”.
A explicação para os XBONGs que não estão “enterrados” debaixo de gás espesso é menos clara. Cerca de 100 das fontes podem não ser pontos únicos de fontes de raios-X, mas ao invés aparecerem dispersos.
Algumas destas podem ser galáxias em grupos ou enxames galácticos não identificados, que são conhecidos por conter grandes quantidades de gás quente, emissor de raios-X.
Não mais do que cerca de 20% dos XBONGs podem ser categorizados desta forma.
Os restantes 30% podem conter alguns buracos negros supermassivos localizados em galáxias onde os sinais óticos [dos buracos negros supermassivos] são diluídos pela luz relativamente brilhante das estrelas. Os cientistas precisam de investigações adicionais para determinar a verdadeira natureza destes XBONGs.
Dong-Woo Kim apresentou estes resultados no 241.º encontro da Sociedade Astronómica Americana em Seattle, Washington.
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