'Mini' buraco negro supermassivo está entre os menores já encontrados

Como os buracos negros não emitem nada que possa ser detectado, há muitas coisas sobre eles que a ciência simplesmente ainda é incapaz de determinar.

Dentre os fenômenos mais intrigantes e desconcertantes do Universo estão os buracos negros supermassivos. Com massa equivalente a milhões, ou até mesmo bilhões de vezes a massa do nosso Sol, eles se formam a partir dos núcleos de estrelas massivas individuais mortas.

Como são capazes de crescer tanto ainda é um mistério. Porém, um novo estudo apresentado na 239ª reunião virtual da Sociedade Americana de Astronomia pode trazer uma luz sobre a questão e nos ajudar a encontrar algumas respostas há muito procuradas, de acordo com publicação da Science Alert.

Em uma pequena galáxia anã a 110 milhões de anos-luz de distância, astrônomos encontraram um dos menores buracos negros supermassivos já vistos. O "monstro" no coração da galáxia Mrk 462 tem apenas 200.000 vezes a massa do Sol.

"Este buraco negro em Mrk 462 está entre os menores buracos negros supermassivos, ou monstros", disse o astrônomo do Dartmouth College Jack Parker. "Buracos negros como este são notoriamente difíceis de encontrar."

De acordo com a descoberta, buracos negros supermassivos – alguns deles, pelo menos – crescem a partir de sementes de massa estelar com menos de 100 vezes a massa do Sol, ao invés de já se formarem grandes e crescerem ainda mais.

Uma das preocupações com o modelo de massa estelar é a descoberta de muitos buracos negros supermassivos no Universo primitivo. Para os cientistas, é muito difícil conciliar o crescimento de uma pequena semente de um núcleo estelar com um gigantesco buraco negro supermassivo no curto período de tempo em que esses objetos apareceram após o Big Bang.

Uma das hipóteses levantadas é que, no início do Universo, enormes e densas nuvens de gás e poeira colapsaram diretamente em buracos negros maiores, com dezenas de milhares de vezes a massa do Sol, criando um ponto de partida maior do qual os buracos negros supermassivos podem crescer.

Isto significa que relativamente poucas galáxias anãs podem conter buracos negros supermassivos, em comparação com o modelo de sementes estelares.

Entretanto, é muito difícil ver núcleos de buracos negros em galáxias anãs. Em galáxias maiores, os astrônomos podem usar a órbita das estrelas no centro para inferir o buraco negro central, mas as galáxias anãs são muito pequenas e fracas para isso.

Para determinar esses casos raros, os pesquisadores procuraram por radiação brilhante e de alta energia, como raios X, o que sugere acúmulo de matéria ativa em temperaturas tão intensas que chegam ao ponto de emitir luz, e foram capazes de identificar o fenômeno usando o observatório de raios X Chandra.

Apenas Mrk 462 mostrou a assinatura de raios X de um buraco negro supermassivo em alimentação, com uma massa cerca de 200.000 vezes a do Sol. A proporção de raios X de alta energia para raios X de baixa energia também sugeriu que o buraco negro estava fortemente obscurecido, encoberto ou "enterrado", por uma espessa nuvem de poeira.

Isso poderia fortalecer a hipótese do cenário de sementes estelares.

"Como os buracos negros enterrados são ainda mais difíceis de detectar do que os expostos, encontrar este exemplo pode significar que há muito mais galáxias anãs por aí com buracos negros semelhantes", disse o astrônomo do Dartmouth College Ryan Hickox.

Nos últimos anos, estudos sugerem que os astrônomos têm encontrado buracos negros elusivos de peso médio em galáxias anãs e remanescentes de galáxias anãs. Isso também pode apoiar a ideia de que buracos negros supermassivos possam crescer rapidamente a partir de sementes de massa estelar.

À medida que a tecnologia e as técnicas de estudo espacial melhoram, talvez possamos esperar encontrar mais fenômenos desta natureza que possam ter escapado à detecção.

"Não podemos tirar conclusões fortes a partir de um exemplo, mas este resultado deve encorajar pesquisas muito mais extensas de buracos negros enterrados em galáxias anãs", disse Parker. "Estamos empolgados com o que podemos aprender."