953: Buracos negros aniquilam milhares de estrelas para estimular crescimento

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/BURACOS NEGROS

Imagens ópticas e em raios-X das galáxias NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 e NGC 6503. Estas quatro galáxias fazem parte de um grande levantamento de mais de 100 galáxias realizado pelo Chandra que procurava evidências de buracos negros crescentes. Um novo estudo revelou evidências de que buracos negros de massa estelar nestes ambientes densos estão a dilacerar várias estrelas e depois a usar os seus detritos para alimentar o seu crescimento. Os resultados do Chandra fornecem um percurso para a criação de “buracos negros de massa intermédia”, uma classe que é maior do que a variedade de massa estelar, mas mais pequena do que os buracos negros super-massivos. Para cada uma destas galáxias, os dados do Chandra são mostrados com imagens ópticas do Telescópio Espacial Hubble.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade Estatal de Washington/V. Baldassare et al.; óptico – NASA/ESA/STScI (ver imagens individuais dos raios-X para NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 e NGC 6503)

Um novo levantamento de mais de 100 galáxias pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA revelou sinais de que buracos negros estão a demolir milhares de estrelas numa tentativa de ganhar massa. As quatro galáxias vistas na imagem estão entre as 29 galáxias da amostra que mostraram evidências do crescimento de buracos negros perto dos seus centros.

Os raios-X do Chandra (a azul) foram sobrepostos em imagens ópticas, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, das galáxias NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 e NGC 6503. As caixas destacam a localização dos buracos negros em crescimento.

Estes novos resultados sugerem um percurso algo violento para que pelo menos alguns destes buracos negros atinjam o seu tamanho actual – destruição estelar numa escala que raramente ou nunca foi vista antes.

Os astrónomos fizeram estudos detalhados de duas classes distintas de buracos negros. A variedade mais pequena são os buracos negros de “massa estelar”, que tipicamente têm massas de 5 a 30 vezes a massa do Sol. No outro lado do espectro estão os buracos negros super-massivos que vivem no meio da maioria das grandes galáxias, que têm milhões ou mesmo milhares de milhões de massas solares.

Nos últimos anos, também têm encontrado evidências de que existe uma classe chamada “buracos negros de massa intermédia”. O novo estudo do Chandra poderia explicar como tais buracos negros de massa intermédia são produzidos através do crescimento violento de buracos negros de massa estelar.

A chave para fazer buracos negros de massa intermédia pode ser o seu ambiente. Esta última investigação analisou enxames estelares muito densos nos centros de galáxias. Com estrelas tão próximas umas das outras, muitas passarão dentro da atracção gravitacional de buracos negros nos centros dos enxames.

O trabalho teórico da equipa implica que se a densidade de estrelas num enxame – o número comprimido num determinado volume – estiver acima de um valor limiar, um buraco negro de massa estelar no centro do enxame sofrerá um crescimento rápido à medida que puxa, desfaz e ingere as abundantes estrelas vizinhas em íntima proximidade.

Dos enxames do novo estudo do Chandra, os que tinham densidade acima deste limiar tinham cerca do dobro de buracos negros em crescimento do que os que estavam abaixo deste limiar de densidade. O limiar de densidade depende também da rapidez com que as estrelas nos enxames se estão a mover.

O processo sugerido pelo estudo Chandra mais recente pode ocorrer em qualquer altura da história do Universo, implicando que os buracos negros de massa intermédia podem formar-se milhares de milhões de anos após o Big Bang, até nos dias de hoje.

O artigo que descreve estes resultados foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal. Também está disponível online.

Astronomia On-line
22 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union in Ukraine