Há um monstro invisível à solta a viajar pelo espaço intergaláctico tão depressa que se estivesse no nosso Sistema Solar, podia viajar da Terra à Lua em 14 minutos.
Este buraco negro supermassivo, com até 20 milhões de vezes a massa do Sol, deixou para trás um rasto de estrelas recém-nascidas com o dobro do diâmetro da nossa Galáxia, a Via Láctea.
provavelmente o resultado de um raro e bizarro “jogo de bilhar” galáctico entre três buracos negros enormes.
Em vez de engolir estrelas à sua frente, como um Pac-Man cósmico, o buraco negro veloz está a lavrar gás à sua frente para desencadear a formação de novas estrelas ao longo de um corredor estreito.
O buraco negro está a viajar demasiado depressa para se alimentar. Nunca se tinha visto nada assim, mas foi capturado por acidente pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA.
“Pensamos estar a ver um rasto atrás do buraco negro onde o gás arrefece e é capaz de formar estrelas”, disse Pieter van Dokkum da Universidade de Yale em New Haven, no estado norte-americano de Connecticut.
“O que estamos a ver é o rescaldo. Como o rasto atrás de um navio, estamos a ver o rasto atrás do buraco negro”. Deve ter muitas estrelas novas, dado que tem quase metade do brilho da galáxia hospedeira a que está ligado.
O buraco negro encontra-se numa das extremidades da coluna que se estende até à sua galáxia-mãe. Há um nó extremamente brilhante de oxigénio ionizado na ponta mais externa da coluna.
Os investigadores pensam que o gás é provavelmente chocado e aquecido pelo movimento do buraco negro quando o atinge, ou pode ser radiação de um disco de acreção em torno do buraco negro.
“O gás à sua frente é chocado devido a este impacto supersónico do movimento do buraco negro. Mas não sabemos exatamente como funciona”, disse van Dokkum.
“Tropeçámos nele por pura sorte“, acrescentou van Dokkum. O cientista estava à procura de enxames globulares numa galáxia anã próxima.
“Estava apenas a analisar a imagem do Hubble e reparei que tínhamos um pequeno risco. Pensei imediatamente, ‘oh, um raio cósmico a atingir o detetor da câmara e a causar um artefacto linear’. Quando eliminámos os raios cósmicos, percebemos que ainda lá estava. Não se parecia com nada que já tivéssemos visto antes”.
Por ser tão estranho, van Dokkum e a equipa fizeram espectroscopia de acompanhamento com os Observatórios W. M. Keck no Hawaii. Ele descreve o rasto estelar como “bastante espantoso, muito, muito brilhante e muito invulgar”.
Isto levou à conclusão de que ele estava a observar o rescaldo de um buraco negro a voar através de um halo de gás que rodeava a galáxia hospedeira.
Este “fogo-de-artifício” intergaláctico é provavelmente o resultado de múltiplas colisões de buracos negros supermassivos.
Os astrónomos suspeitam que as duas primeiras galáxias se tenham fundido há talvez 50 milhões de anos. Isso juntou dois buracos negros supermassivos nos seus centros. Giravam um à volta do outro como um buraco negro binário.
NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale); Joseph DePasquale (STScI)
Esta fotografia obtida pelo Telescópio Espacial Hubble captura uma curiosa característica linear tão rara que foi ao início descartada como um artefacto das câmaras do Hubble. Mas observações espectroscópicas de seguimento revelam que é uma cadeia de estrelas azuis jovens com 200.000 anos-luz de comprimento. Um buraco negro supermassivo encontra-se na extremidade inferior esquerda. O buraco negro foi ejetado da galáxia na parte superior direita. Comprimiu gás no seu caminho para deixar um longo rasto de jovens estrelas azuis. Nunca se tinha visto nada assim no Universo. Este acontecimento invulgar ocorreu quando o Universo tinha aproximadamente metade da sua idade atual.
Depois surgiu outra galáxia com o seu próprio buraco negro supermassivo. Isto segue a velha expressão: “dois é companhia, três é uma multidão“. Esta mistura de três buracos negros supermassivos levou-os a uma configuração caótica e instável.
Um dos buracos negros roubou momento aos outros dois e foi expulso da galáxia hospedeira. O binário original pode ter permanecido intacto, ou o novo buraco negro intruso pode ter substituído um dos dois que estavam no binário original e expulso o companheiro anterior.
Quando o buraco negro individual foi expelido numa direção, os buracos negros do binário foram disparados na direção oposta. Há uma característica vista no lado oposto da galáxia hospedeira que pode ser o buraco negro binário fugitivo.
Uma evidência circunstancial disto é que não existem sinais de um buraco negro ativo no núcleo da galáxia. O próximo passo é fazer observações de acompanhamento com o Telescópio Espacial James Webb e com o Observatório de raios-X Chandra para confirmar a explicação proposta pelos investigadores.
O futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA terá uma visão de grande angular do Universo com a requintada resolução do Hubble. Como um telescópio de levantamento, as observações do RST poderão encontrar mais destes raros e improváveis “rastos estelares” noutras partes do Universo.
Segundo van Dokkum, isto pode exigir aprendizagem de máquina, utilizando algoritmos que são muito bons a encontrar formas estranhas específicas num mar de outros dados astronómicos.
O artigo científico foi publicado no dia 6 de abril na revista The Astrophysical Journal Letters.
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