Os astrónomos descobriram um impressionante buraco negro supermassivo, pesando 17 mil milhões de sóis, num lugar improvável: o centro de uma galáxia de uma área pouco povoada do Universo. As observações, realizadas pelo Telescópio Espacial Hubble e pelo telescópio Gemini, no Havai, indicam que estes objetos monstruosos podem ser mais comuns do que se pensava.

Até ao momento, os maiores buracos negros supermassivos - com cerca de 10 mil milhões de vezes a massa do Sol – tinham sido encontrados nos núcleos de galáxias muito grandes e em regiões do Universo repletas de outras grandes galáxias. De facto, os atuais recordista atingem proporções de 21 mil milhões de sóis e residem no repleto enxame galáctico de Coma, com mais de 1000 galáxias.

"O buraco negro agora descoberto reside no centro de uma enorme galáxia elíptica, NGC 1600, localizada num remanso cósmico, um pequeno grupo de aproximadamente 20 galáxias," disse Chung-Pei Ma, astrónomo da Universidade da Califórnia-Berkeley, que foi o investigador principal desta descoberta e que é também o diretor do MASSIVE Survey, um estudo das maiores galáxias e buracos negros do Universo local.

Encontrar um buraco negro gigantesco numa enorme galáxia de uma área lotada do Universo é algo muito provável – tal como é provável encontrar um arranha-céus em Manhattan. Menos provável é buracos negros deste tipo poderem ser encontrados em “pequenas cidades” do Universo.

"Há poucas galáxias do tamanho de NGC 1600 a residirem em enxames de galáxias de tamanho médio," disse Ma. "Estimamos que estes enxames menores sejam cerca de 50 vezes mais abundantes que os enxames de galáxias gigantescos, como o enxame Coma. Assim sendo, a questão que se põe é a seguinte: será esta a ponta de um iceberg? Talvez haja mais buracos negros monstruosos por aí, que não vivem em arranha-céus de Manhattan, mas em edifícios altos, algures, nas planícies do Midwest."

Os investigadores também ficaram surpreendidos ao descobrir que o buraco negro é 10 vezes mais massivo que o previsto para uma galáxia com a massa de NGC 1600. Com base em anteriores investigações sobre buracos negros realizadas pelo Hubble, os astrónomos desenvolveram uma correlação entre a massa do buraco negro e a massa do bojo central de estrelas da sua galáxia hospedeira - quanto maior é o bojo, maior é a massa do buraco negro. Mas no caso de NGC 1600, a massa do buraco negro gigante ofusca de longe a massa do seu bojo relativamente esparso. "Parece que a relação não funciona muito bem com os buracos negros extremamente massivos," disse Ma.

Para explicar o tamanho gigantesco do buraco negro, uma hipótese é a de que ele se terá fundido com outro buraco negro, há muito tempo, quando as interações entre galáxias eram mais frequentes. Quando duas galáxias se fundem, os seus buracos negros centrais assentam no núcleo da nova galáxia e orbitam-se. As estrelas que caem perto do binário de buracos negros, dependendo de sua velocidade e trajetória, podem efetivamente roubar quantidade de movimento ao par giratório e adquirir velocidade suficiente para escaparem do núcleo da galáxia. Esta interação gravitacional faz com que os buracos negros vão ficando cada vez mais próximos, acabando eventualmente por se fundir, formando um buraco negro ainda maior. O buraco negro supermassivo continua depois a crescer, engolindo o gás canalizado para o núcleo por colisões de galáxias. "Para se tornar tão grande, o buraco negro terá tido uma fase muito voraz, durante a qual terá engolido grandes quantidades de gás," afirmou Ma.

A quantidade de matéria consumida por NGC 1600 pode também ser a razão pela qual esta galáxia reside numa “pequena cidade”, com poucos vizinhos galácticos. NGC 1600 domina o seu grupo galáctico, sendo pelo menos três vezes mais brilhante que os seus vizinhos. "Em outros grupos como este raramente existe esta grande diferença de luminosidades," disse Ma.

A maior parte do gás da galáxia foi consumido há muito tempo, quando o buraco negro brilhou como um quasar ao receber fluxos de matéria que aqueceram até se tornarem num plasma brilhante. "Agora, o buraco negro é um gigante adormecido," disse Ma. "A única forma de o encontrarmos foi através da medição das velocidades das estrelas próximas, que são fortemente influenciadas pela gravidade do buraco negro. As medições de velocidade dão-nos uma estimativa da massa do buraco negro."

As medições de velocidade foram feitas pelo instrumento GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph), no telescópio de 8 metros Gemini Norte, em Mauna Kea, no Havai. O GMOS analisa espectrograficamente a luz do centro da galáxia, revelando estrelas numa extensão de 3000 anos-luz a partir do núcleo. Algumas destas estrelas estão a girar em torno do buraco negro e a evitar encontros imediatos. No entanto, as estrelas que se movem em linha reta a partir do núcleo ter-se-ão aventurado numa maior aproximação ao centro, sendo depois muito provavelmente lançadas para longe pelo par de buracos negros.

As imagens de arquivo do Hubble captadas pelo instrumento NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) dão fundamento à hipótese de um par de buracos negros a lançar estrelas para longe. Estas imagens revelaram que o núcleo da galáxia é invulgarmente ténue, indicando poucas estrelas próximas do centro galáctico. Um núcleo empobrecido de estrelas distingue as galáxias massivas das galáxias elípticas comuns, que são muito mais brilhantes nas regiões centrais. Ma e a sua equipa estimaram que a quantidade de estrelas lançadas da região central é igual a 40 mil milhões de sóis, o que é comparável a ejetar o disco inteiro da Via Láctea.

Ma e a sua equipa relatam a descoberta deste buraco negro, localizado a cerca de 200 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação de Eridanus, na edição de 6 de abril da revista Nature. Jens Thomas, do Max Planck-Institute para a Física Extraterrestre, em Garching, Alemanha, é o principal autor do artigo.

Fonte da noticia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/12/full/