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

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA / ESA
Imagem do Hubble que capta o buraco negro da galáxia anã Henize 2-10

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 super-massivos 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 direcção ao buraco negro é arrastado pelos campos magnéticos circundantes, formando jactos de plasma em chamas, que se movem a uma velocidade próxima da velocidade da luz.

As nuvens de gás presas no caminho dos jactos 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 super-massivo como os observadas em galáxias maiores.

Outros astrónomos, contudo, pensaram que a radiação era mais provável ser emitida por um remanescente de super-nova, 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 super-nova 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 objectivo de auxiliarem a resolução do mistério de como os buracos negros super-massivos 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 actuais 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 super-massivos.

A segunda hipótese propõe condições especiais no universo inicial que permitiram a formação de estrelas super-massivas 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.

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25 Janeiro, 2022