Os astrónomos descobriram as primeiras evidências de buracos negros gigantes em galáxias anãs em rotas de colisão.
Este resultado do Observatório de raios-X Chandra da NASA tem ramificações importantes para compreender como a primeira vaga de buracos negros e galáxias cresceram no Universo primitivo.
As colisões entre pares de galáxias anãs identificadas num novo estudo puxaram gás para os buracos negros gigantes que cada uma contém, provocando o seu crescimento.
Eventualmente, a provável colisão dos buracos negros irá levá-los a fundir-se em buracos negros muito maiores. Os pares de galáxias fundir-se-ão também numa só.
Os cientistas pensam que o Universo teve imensas galáxias pequenas, conhecidas como “galáxias anãs“, várias centenas de milhões de anos após o Big Bang.
A maior parte fundiu-se com outras no Universo primitivo, de volume mais pequeno e apinhado, pondo em movimento a construção de galáxias cada vez maiores, agora vistas no Universo próximo.
Por definição, as galáxias anãs contêm estrelas com uma massa total inferior a cerca de 3 mil milhões de vezes a do Sol, em comparação com a massa total de cerca de 60 mil milhões de sóis estimada para a Via Láctea.
As primeiras galáxias anãs são impossíveis de observar com a tecnologia atual porque são extremamente fracas a distâncias tão grandes. Os astrónomos foram capazes de observar duas no processo de fusão a distâncias muito menores da Terra, mas sem sinais de buracos negros em ambas as galáxias.
“Os astrónomos encontraram muitos exemplos de buracos negros em rotas de colisão em galáxias grandes que estão relativamente perto”, disse Marko Micic da Universidade do Alabama em Tuscaloosa, EUA, que liderou o estudo.
“Mas as buscas por buracos negros em galáxias anãs são muito mais desafiantes e até agora tinham falhado”, acrescentou o investigador.
O novo estudo superou estes desafios implementando um levantamento sistemático de observações de raios-X pelo Chandra e comparando-as com dados infravermelhos do WISE (Wide Infrared Survey Explorer) da NASA e dados óticos do CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope).
O Chandra foi especialmente valioso para este estudo porque o material que envolve os buracos negros pode ser aquecido a milhões de graus, produzindo grandes quantidades de raios-X. A equipa procurou pares de fontes de raios-X brilhantes em galáxias anãs em colisão como evidências de dois buracos negros, e descobriu dois exemplos.
“Identificámos os primeiros dois pares diferentes de buracos negros em galáxias anãs em rotas de colisão”, disse a coautora Olivia Holmes, também da Universidade do Alabama em Tuscaloosa.
“Utilizando estes sistemas como análogos para os do Universo primitivo, podemos aprofundar questões sobre as primeiras galáxias, os seus buracos negros e a formação estelar que as colisões provocaram”, acrescentou.
Um par encontra-se no enxame de galáxias Abell 133, localizado a 760 milhões de anos-luz da Terra. O outro está no enxame galáctico Abell 1758S, a mais ou menos 3,2 mil milhões de anos-luz. Ambos os pares mostram estruturas que são sinais característicos de colisões galácticas.
O par em Abell 133 parece estar nas fases finais de uma fusão entre as duas galáxias anãs e mostra uma longa cauda provocada pelos efeitos de maré da colisão.
Os autores do novo estudo apelidaram-no de “Mirabilis” em honra a uma espécie ameaçada de beija-flor conhecida por ter caudas excecionalmente longas. Foi escolhido apenas um nome porque a fusão das duas galáxias, numa só, está quase completa.
Em Abell 1758S, os investigadores apelidaram as galáxias anãs de “Elstir” e “Vinteuil”, em honra aos artistas fictícios do romance “Em Busca do Tempo Perdido” de Marcel Proust.
Os investigadores pensam que estas duas foram apanhadas nas fases iniciais de uma fusão, fazendo com que uma ponte de estrelas e gás ligasse as duas galáxias em colisão.
Os detalhes da fusão de buracos negros e galáxias anãs podem fornecer uma visão do próprio passado da Via Láctea. Os cientistas pensam que quase todas as galáxias começaram como anãs ou outros tipos de galáxias pequenas e cresceram ao longo de milhares de milhões de anos através de fusões.
“A maioria das galáxias anãs e dos buracos negros no início do Universo já devem ter crescido muito mais, graças a repetidas fusões”, disse a coautora Brenna Wells, também da Universidade do Alabama em Tuscaloosa.
“Em alguns aspetos, as galáxias anãs são os nossos antepassados galácticos, que evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos para produzir grandes galáxias como a nossa própria Via Láctea”.
“As observações de acompanhamento destes dois sistemas permitir-nos-ão estudar processos que são cruciais para a compreensão das galáxias e dos seus buracos negros enquanto ‘crianças’,” disse o coautor Jimmy Irwin, também da mesma instituição de ensino.
O artigo científico que descreve estes resultados está a ser publicado na edição mais recente da revista The Astrophysical Journal; uma pré-impressão encontra-se disponível no arXiv.org.
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