{"id":3774,"date":"2020-12-22T06:38:45","date_gmt":"2020-12-22T06:38:45","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3774"},"modified":"2020-12-22T06:38:46","modified_gmt":"2020-12-22T06:38:46","slug":"abell-2261-a-procura-de-um-buraco-negro-gigante-desaparecido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/12\/22\/abell-2261-a-procura-de-um-buraco-negro-gigante-desaparecido\/","title":{"rendered":"Abell 2261: \u00e0 procura de um buraco negro gigante desaparecido"},"content":{"rendered":"\n

O paradeiro de um buraco negro supermassivo acabou de ficar mais misterioso.<\/p>\n\n\n\n

Apesar da procura com o Observat\u00f3rio de raios-X Chandra e com o Telesc\u00f3pio Espacial Hubble, os astr\u00f3nomos n\u00e3o conseguem encontrar um buraco negro distante com uma massa estimada entre 3 mil milh\u00f5es e 100 mil milh\u00f5es de vezes a massa do Sol.<\/p>\n\n\n\n

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Esta imagem de Abell 2261 cont\u00e9m dados de raios-X pelo Chandra que mostra g\u00e1s quente permeando o enxame bem como dados \u00f3ticos pelo Hubble e pelo Subaru que mostram as gal\u00e1xias do enxame e gal\u00e1xias no plano de fundo. Os astr\u00f3nomos usaram estes telesc\u00f3pios para procurar, na gal\u00e1xia no centro da imagem, evid\u00eancias de um buraco negro com uma massa estimada entre 3 e 100 mil milh\u00f5es de vezes a massa do Sol. N\u00e3o encontraram sinais do buraco negro, aprofundando o mist\u00e9rio do que est\u00e1 a acontecer neste sistema.
Cr\u00e9dito: raios-X – NASA\/CXC\/Universidade do Michigan\/K. G\u00fcltekin; \u00f3tico – NASA\/STScI e NAOJ\/Subaru; infravermelho – NSF\/NOAO\/KPNO; r\u00e1dio – NSF\/NOAO\/VLA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Este buraco negro ausente deve estar na enorme gal\u00e1xia no centro do enxame gal\u00e1ctico Abell 2261, localizado a aproximadamente 2,7 mil milh\u00f5es de anos-luz da Terra. Esta imagem composta de Abell 2261 cont\u00e9m dados \u00f3ticos do Hubble e do Telesc\u00f3pio Subaru, mostrando gal\u00e1xias do enxame e gal\u00e1xias no plano de fundo, e dados do Chandra, mostrando g\u00e1s quente (em tons de cor-de-rosa) permeando o enxame. O meio da imagem mostra a grande gal\u00e1xia el\u00edptica no centro do aglomerado.<\/p>\n\n\n\n

Quase todas as grandes gal\u00e1xias do Universo cont\u00eam um buraco negro supermassivo no seu centro, com uma massa milh\u00f5es ou milhares de milh\u00f5es de vezes a do Sol. J\u00e1 que a massa de um buraco negro central geralmente acompanha a massa da pr\u00f3pria gal\u00e1xia, os astr\u00f3nomos esperam que a gal\u00e1xia no centro de Abell 2261 contenha um buraco negro supermassivo que rivaliza com a massa de alguns dos maiores buracos negros conhecidos no Universo.<\/p>\n\n\n\n

Usando dados do Chandra obtidos em 1999 e 2004, os astr\u00f3nomos j\u00e1 haviam procurado, no centro da grande gal\u00e1xia central de Abell 2261, sinais de um buraco negro supermassivo. Procuraram material que foi superaquecido enquanto ca\u00eda em dire\u00e7\u00e3o ao buraco negro e que produziu raios-X, mas n\u00e3o detetaram tal fonte.<\/p>\n\n\n\n

Agora, com novas e mais longas observa\u00e7\u00f5es do Chandra obtidas em 2018, uma equipa liderada por Kayhan Gultekin da Universidade do Michigan em Ann Arbor realizou uma busca mais profunda pelo buraco negro no centro da gal\u00e1xia. Tamb\u00e9m consideraram uma explica\u00e7\u00e3o alternativa, na qual o buraco negro foi ejetado do centro da gal\u00e1xia hospedeira. Este evento violento pode ter resultado da fus\u00e3o de duas gal\u00e1xias para formar a gal\u00e1xia observada, acompanhada pela fus\u00e3o dos dois buracos negros de cada gal\u00e1xia num enorme buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

Quando os buracos negros se fundem, produzem ondula\u00e7\u00f5es no espa\u00e7o-tempo chamadas ondas gravitacionais. Se a enorme quantidade de ondas gravitacionais geradas por tal evento fosse mais forte numa dire\u00e7\u00e3o do que noutra, a teoria prev\u00ea que o novo buraco negro ainda mais massivo teria sido enviado para longe do centro da gal\u00e1xia na dire\u00e7\u00e3o oposta. \u00c9 o que se chama de buraco negro em recuo.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos n\u00e3o encontraram evid\u00eancias definitivas de buracos negros em recuo e nem se sabe se os buracos negros supermassivos chegam perto o suficiente uns dos outros para produzir ondas gravitacionais e se fundirem; at\u00e9 agora, os astr\u00f3nomos apenas verificaram as fus\u00f5es de buracos negros muito mais pequenos. A dete\u00e7\u00e3o de buracos negros supermassivos em recuo encorajaria os cientistas a usar e desenvolver observat\u00f3rios para procurar ondas gravitacionais de buracos negros supermassivos que se fundem.<\/p>\n\n\n\n

Abell 2261 \u00e9 um excelente enxame no qual procurar um buraco negro em recuo porque existem dois sinais indiretos da fus\u00e3o entre dois buracos negros supermassivos. Em primeiro lugar, os dados das observa\u00e7\u00f5es \u00f3ticas do Hubble e do Subaru revelam um n\u00facleo gigantesco – a regi\u00e3o central onde o n\u00famero de estrelas na gal\u00e1xia, numa dada regi\u00e3o, est\u00e1 perto ou \u00e9 igual ao valor m\u00e1ximo – que \u00e9 muito maior do que o esperado para uma gal\u00e1xia do seu tamanho. O segundo sinal \u00e9 que a concentra\u00e7\u00e3o mais densa de estrelas na gal\u00e1xia est\u00e1 a mais de 2000 anos-luz de dist\u00e2ncia do centro gal\u00e1ctico, o que \u00e9 surpreendentemente distante.<\/p>\n\n\n\n

Estas caracter\u00edsticas foram identificadas pela primeira vez por Marc Postman do STScI (Space Telescope Science Institute) e colaboradores nas suas imagens anteriores pelo Hubble e pelo Subaru, e levaram-nos a sugerir a ideia de um buraco negro fundido em Abell 2261. Durante uma fus\u00e3o, o buraco negro supermassivo de cada gal\u00e1xia “afunda” em dire\u00e7\u00e3o ao centro da gal\u00e1xia rec\u00e9m-coalescida. Se ficarem ligados um ao outro pela gravidade e a sua \u00f3rbita come\u00e7ar a encolher, espera-se que os buracos negros interajam com as estrelas circundantes e as ejetem do centro da gal\u00e1xia. Isto explicaria o grande n\u00facleo de Abell 2261. A concentra\u00e7\u00e3o estelar fora do centro tamb\u00e9m pode ter sido causada por um evento violento, como a fus\u00e3o de dois buracos negros supermassivos e o subsequente recuo de um \u00fanico e maior buraco negro resultante.<\/p>\n\n\n\n

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Esta amplia\u00e7\u00e3o da gal\u00e1xia central de Abell 2261 cont\u00e9m dados de raios-X pelo Chandra que mostra g\u00e1s quente permeando o enxame bem como dados \u00f3ticos pelo Hubble e pelo Subaru que mostram as gal\u00e1xias do enxame e gal\u00e1xias no plano de fundo. Os astr\u00f3nomos usaram estes telesc\u00f3pios para procurar, na gal\u00e1xia no centro da imagem, evid\u00eancias de um buraco negro com uma massa estimada entre 3 e 100 mil milh\u00f5es de vezes a massa do Sol. N\u00e3o encontraram sinais do buraco negro, aprofundando o mist\u00e9rio do que est\u00e1 a acontecer neste sistema.
Cr\u00e9dito: raios-X – NASA\/CXC\/Universidade do Michigan\/K. G\u00fcltekin; \u00f3tico – NASA\/STScI e NAOJ\/Subaru; infravermelho – NSF\/NOAO\/KPNO; r\u00e1dio – NSF\/NOAO\/VLA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Embora existam ind\u00edcios da ocorr\u00eancia de uma fus\u00e3o entre buracos negros, nem os dados do Chandra nem os do Hubble mostram evid\u00eancias do pr\u00f3prio buraco negro. Gultekin e a maioria dos seus coautores, liderados por Sarah Burke-Spolaor da Universidade da Virg\u00ednia Ocidental, j\u00e1 haviam usado o Hubble para procurar um aglomerado de estrelas que pode ter sido transportado por um buraco negro em recuo. Estudaram tr\u00eas aglomerados perto do centro da gal\u00e1xia e examinaram se os movimentos das estrelas nesses aglomerados s\u00e3o altos o suficiente para sugerir que cont\u00eam um buraco negro com dez mil milh\u00f5es de vezes a massa do Sol. N\u00e3o encontraram evid\u00eancias claras de um buraco negro em dois dos aglomerados e as estrelas no outro eram demasiado fracas para produzir conclus\u00f5es \u00fateis.<\/p>\n\n\n\n

Tamb\u00e9m estudaram previamente observa\u00e7\u00f5es de Abell 2261 com o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF. A emiss\u00e3o de r\u00e1dio detetada perto do centro da gal\u00e1xia mostrou evid\u00eancias de atividade de um buraco negro supermassivo ocorrida h\u00e1 50 milh\u00f5es de anos, mas n\u00e3o indica que o centro da gal\u00e1xia atualmente cont\u00e9m um buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

Voltaram-se ent\u00e3o para o Chandra em busca de material que havia sido superaquecido e produzido raios-X ao cair em dire\u00e7\u00e3o ao buraco negro. Embora os dados do Chandra tenham revelado que o g\u00e1s quente mais denso n\u00e3o estava no centro da gal\u00e1xia, n\u00e3o revelaram nenhuma poss\u00edvel assinatura de raios-X de um buraco negro em crescimento – n\u00e3o foi encontrada nenhuma fonte de raios-X no centro do enxame gal\u00e1ctico, ou em qualquer um dos aglomerados estelares, ou no local da emiss\u00e3o de r\u00e1dio.<\/p>\n\n\n\n

Os autores conclu\u00edram que ou n\u00e3o h\u00e1 nenhum buraco negro nestes locais ou que est\u00e1 a puxar o material demasiado devagar para produzir um sinal de raios-X detet\u00e1vel.<\/p>\n\n\n\n

O mist\u00e9rio da localiza\u00e7\u00e3o deste gigantesco buraco negro continua. Embora a procura n\u00e3o tenha sido bem-sucedida, permanece a esperan\u00e7a para os astr\u00f3nomos que procurem este buraco negro supermassivo no futuro. Uma vez lan\u00e7ado, o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb poder\u00e1 revelar a presen\u00e7a de um buraco negro supermassivo no centro da gal\u00e1xia ou num dos aglomerados de estrelas. Se o Webb n\u00e3o conseguir encontrar o buraco negro, ent\u00e3o a melhor explica\u00e7\u00e3o \u00e9 que o buraco negro recuou bem para fora do centro da gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

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