Descoberta inovadora confirma a existência de buracos negros supermassivos em órbita

Buracos Negros Supermassivos

Pela primeira vez, os astrônomos da Universidade do Novo México dizem que conseguiram observar e medir o movimento orbital entre dois buracos negros supermassivos. Centenas de milhões de anos-luz da Terra – uma descoberta de mais de uma década em construção.

O estudante de pós-graduação do Departamento de Física e Astronomia do UNM, Karishma Bansal, juntamente com o professor da UNM, Greg Taylor e colegas de Stanford. Do Observatório Naval dos EUA e do Observatório Gemini, estudaram a interação entre esses buracos negros há 12 anos.

“Durante muito tempo, estamos estudando o espaço para tentar encontrar um par desses buracos negros supermassivos orbitando. Como resultado de duas fusões de galáxias” disse Taylor.

Este é um mapa VLBA de cor falsa de radio galaxy 0402+379 a 15 GHz. Ele hospeda dois buracos negros supermassivos no centro, sendo representado por discos de acréscimo com jatos duplos

No início de 2016, uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo um ex-aluno da UNM.  Trabalhou no projeto LIGO onde detectou a existência de ondas gravitacionais. Confirmando a previsão de Albert Einstein a 100 anos e surpreendendo a comunidade científica.

Essas ondas gravitacionais foram o resultado de dois buracos negros de massa estelar (30 massa solar) colidindo no espaço. Dentro do tempo do Hubble.

Agora, graças a esta pesquisa mais recente, os cientistas poderão começar a entender o que leva à fusão de buracos negros supermassivos. Que criam ondulações no tecido do espaço-tempo e começam a aprender mais sobre a evolução das galáxias. E o papel desses Buracos negros nela.

“Embora tenhamos teorizado que isso deveria estar acontecendo, ninguém já havia visto isso até agora.” – Professor Greg Taylor, UNM Departamento de Física e Astronomia

Utilizando o Very Long Baseline Array (VLBA). Um sistema composto por 10 radiotelescópios nos EUA e operados em Socorro, Novo México. Os pesquisadores conseguiram observar várias frequências de sinais de rádio emitidos por esses buracos negros supermassivos (SMBH).

Ao longo do tempo, os astrônomos foram essencialmente capazes de traçar sua trajetória e confirmá-los como um sistema binário visual. Em outras palavras, eles observaram esses buracos negros em órbita.

“Quando o Dr. Taylor me deu esses dados, eu estava no início de aprender a imagem e entendê-lo”, disse Bansal. “E, como eu aprendi, havia dados voltados para 2003, nós o planejamos e determinamos que estão orbitando um ao outro. É muito emocionante “.

Para Taylor, a descoberta é o resultado de mais de 20 anos de trabalho. É uma façanha incrível dada a precisão necessária para tirar essas medidas. Em cerca de 750 milhões de anos-luz da Terra. A galáxia chamada 0402 + 379 e os buracos negros supermassivos dentro dele estão incrivelmente longe. Mas também estão na perfeita distância da Terra para serem observados.

Um mapa VLBA colorido da radio galaxy 0402+379 a 22 GHz. A galáxia hospeda dois buracos negros supermassivos em seu centro sendo denotado como C1 e C2

Colisão dos dois Buracos Negros Supermassivos

Bansal diz que esses buracos negros supermassivos têm uma massa combinada de 15 bilhões de vezes a do nosso sol. Ou 15 bilhões de massas solares. O tamanho inacreditável desses buracos negros significa que seu período orbital é de cerca de 24 mil anos.

Então, enquanto os cientistas os observa há mais de uma década, eles ainda não conseguiram ver a menor curvatura em sua órbita.

“O que conseguimos fazer é uma verdadeira conquista técnica ao longo deste período de 12 anos usando o VLBA. E alcançar resolução e precisão suficientes na astrometria para ver realmente a órbita acontecer”, disse Taylor.

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Embora a realização técnica desta descoberta seja realmente surpreendente. Bansal e Taylor dizem que a pesquisa também pode nos ensinar muito sobre o universo, onde as galáxias vêm e para onde estão indo.

“As órbitas das estrelas binárias proporcionaram enormes visões sobre as estrelas”, disse Bob Zavala, um astrônomo do Observatório Naval dos EUA.

“Agora, poderemos usar técnicas semelhantes para entender os buracos negros supermassivos e as galáxias em que residem. ”

Continuar a observar a órbita e a interação desses dois buracos negros supermassivos também pode nos ajudar a entender melhor o que o futuro da nossa galáxia pode parecer.

Mapa VLBA da radio galaxy 0402 + 379 a 15 GHz. Ele hospeda dois buracos negros supermassivos em seu centro, sendo denotado como C1 e C2. Crédito: UNM

Andrômeda e seu Buraco Negro Supermassivo

Agora, a galáxia Andrômeda que também tem um Supermassivo buraco negro no centro. Está em um caminho para colidir com nossa Via Láctea.

O que significa que o evento que Bansal e Taylor estão observando atualmente, pode ocorrer em nossa galáxia em alguns bilhões de anos.

“Os buracos negros supermassivos têm muita influência sobre as estrelas em torno deles e o crescimento e evolução da galáxia”. “Então, entender mais sobre eles e o que acontece quando se fundem um com o outro pode ser importante para a nossa compreensão para o universo”.

A equipe de pesquisa vai observar esse sistema por três ou quatro anos para confirmar o movimento e obter uma órbita precisa. Enquanto isso, a equipe espera que essa descoberta incentive o trabalho relacionado com os astrônomos em todo o mundo.