Um buraco negro rebelde foi apanhado a criar uma estrela — em vez de a devorar

Muitas vezes retratados como monstros destruidores que mantêm a luz cativa, os buracos negros assumem um papel menos maligno na última pesquisa do Telescópio Espacial Hubble da NASA.

De acordo com a NASA, um buraco negro no coração da galáxia anã Henize 2-10 está a criar estrelas em vez de as devorar.

O buraco negro está aparentemente a contribuir para a formação de novas estrelas que está a ter lugar na galáxia. A galáxia anã encontra-se a 30 milhões de anos-luz de distância, na constelação Pyxis.

Há uma década, esta pequena galáxia desencadeou várias dúvidas entre os astrónomos, sobre se as galáxias anãs eram o lar de buracos negros proporcionais aos gigantes, encontrados nos corações das galáxias maiores.

O pequeno buraco negro na Henize 2-10, que contém apenas um décimo do número de estrelas encontradas na nossa Via Láctea, vai desempenhar um papel importante na solução do mistério de onde vieram os buracos negros supermassivos em primeiro lugar.

“Há dez anos, como estudante de pós-graduação a pensar que passaria a minha carreira na formação de estrelas, olhei para os dados de Henize 2-10 e tudo mudou”, afirmou Amy Reines, que publicou as primeiras provas de um buraco negro na galáxia em 2011, e é a investigadora principal das novas observações Hubble, publicadas na em janeiro na Nature.

“Desde o início soube que algo de invulgar e especial estava a acontecer em Henize 2-10, e agora Hubble forneceu uma imagem muito clara da ligação entre o buraco negro e uma região vizinha de formação de estrelas, localizada a 230 anos-luz do buraco negro”, sublinhou Reines.

Essa ligação é um fluxo de gás que se estende pelo espaço, como se fosse um cordão umbilical para um viveiro estelar brilhante.

A região já era o lar de um denso fluxo de gás, quando a saída de gás de baixa velocidade chegou. A espectroscopia Hubble mostra que a saída de gás se movia a cerca de 1 milhão de quilómetros por hora, batendo no gás denso e espalhando-o.

Os aglomerados de estrelas recém-nascidas traçam o caminho do escoamento, com a sua idade também calculada por Hubble.

Este é o efeito oposto do que se vê em galáxias maiores, onde o material que cai em direção ao buraco negro é arrastado pelos campos magnéticos circundantes, formando jatos de plasma em chamas, que se movem a uma velocidade próxima da velocidade da luz.

As nuvens de gás presas no caminho dos jatos seriam aquecidas muito para além da sua capacidade de arrefecer e formar estrelas.

Mas com o pequeno buraco negro em Henize 2-10, e a sua saída mais suave, o gás  comprime-se apenas o suficiente para formar novas estrelas.

“A apenas 30 milhões de anos-luz de distância, Henize 2-10 está suficientemente perto para que Hubble fosse capaz de capturar tanto imagens, como provas espectroscópicas de um fluxo saído de um buraco negro. A surpresa adicional foi que, em vez de suprimir a formação de estrelas, o fluxo estava a desencadear o nascimento de novas estrelas”, explicou Zachary Schutte, aluno de pós-graduação de Reines e autor principal do novo estudo.

Desde a sua primeira descoberta de emissões distintas de rádio e raios X em Henize 2-10, Reines pensou que deviam vir de um enorme buraco negro, mas não tão supermassivo como os observadas em galáxias maiores.

Outros astrónomos, contudo, pensaram que a radiação era mais provável ser emitida por um remanescente de supernova, uma ocorrência familiar numa galáxia que está a bombear rapidamente estrelas maciças, que explodem rapidamente.

“A surpreendente resolução de Hubble mostra claramente um padrão semelhante ao saca-rolhas nas velocidades do gás, que podemos encaixar no modelo de uma pré-condição, ou oscilação, saída de um buraco negro, refere Reines.

“Um vestígio de supernova não teria esse padrão, e por isso é claramente a nossa prova de que se trata de um buraco negro“, acrescentou ainda a investigadora.

Reines espera que os buracos negros da galáxia anã sejam melhor investigados no futuro, com o objetivo de auxiliarem a resolução do mistério de como os buracos negros supermassivos apareceram no universo primitivo.

Os buracos negros gigantes são como um puzzle para os astrónomos. A relação entre a massa da Henize 2-10 e o seu buraco negro pode ajudar a juntar a peças.

O buraco negro em Henize 2-10 é de cerca de 1 milhão de massas solares. Em galáxias maiores, os buracos negros podem ser mais de mil milhões de vezes a massa do nosso Sol. Quanto maior for a galáxia hospedeira, maior será o buraco negro central.

As teorias atuais sobre a origem dos buracos negros gigantes dividem-se em três categorias distintas.

A primeira indica que se formaram como buracos negros de massa estelar mais pequenos, a partir da implosão de estrelas, e de alguma forma reuniram material suficiente para crescerem supermassivos.

A segunda hipótese propõe condições especiais no universo inicial que permitiram a formação de estrelas supermassivas que, por sua vez, colapsaram para formar “sementes” de buracos negros maciços.

Por último, existe a última hipótese de as “sementes” de futuros buracos negros gigantes terem nascido em densos aglomerados de estrelas, onde a massa teria sido suficiente para, de alguma forma, os criar a partir do colapso gravitacional.

Até agora, nenhuma das teorias tomou a dianteira. Galáxias anãs como Henize 2-10 oferecem pistas promissoras, porque permaneceram pequenas durante o tempo cósmico, em vez de sofrerem o crescimento e a fusão de grandes galáxias como a Via Láctea.

Os astrónomos acreditam que os buracos negros da galáxia anã podem dar uma explicação para os buracos negros no universo primitivo, quando eles estavam apenas a começar a formar-se e a crescer.

“A era dos primeiros buracos negros não é algo que tenhamos podido ver, por isso é que existe a grande questão: de onde vieram eles? As galáxias anãs podem reter alguma memória do cenário do surgimento dos buracos negros que, de outra forma, se perderam no tempo e no espaço“, concluiu Reines.