Chandra identifica primeiro binário de buracos negros

2002-12-03

A imagem obtida pelo observatório de raios-X Chandra revelou que no centro da galáxia NGC 6240 se encontram dois buracos negros gigantes. Crédito: NASA/CXC/MPE/S.Komossa et al.
Observações realizadas pelo observatório espacial de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
) revelaram, pela primeira vez, a existência de dois buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
extremamente elevada juntos numa mesma galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
. Estes buracos negros gigantes, que activamente aglutinam a matéria que os rodeia, encontram-se a orbitar um em torno do outro. Daqui a várias centenas de milhões de anos, acabarão por se fundir, dando origem a um buraco negro ainda maior, num evento catastrófico que libertará enormes quantidades de radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
e ondas gravitacionais.

A uma distância de cerca de 400 milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
, NGC 6240 é um dos melhores exemplos de galáxias onde ocorrem surtos de formação de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
(ditas galáxias do tipo "starburst", em inglês), ou seja, em que as estrelas se estão a formar a uma taxa excepcionalmente elevada devido a uma recente colisão (há 30 milhões de anos) e subsequente fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
de duas pequenas galáxias. Observações prévias, realizadas por outros observatórios de raios-X, tinham mostrado que a região central era uma fonte de raios-X, mas desconhecia-se a sua origem. Observações no rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
, no infravermelho
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
e no visível tinham detectado dois núcleos brilhantes, cuja natureza se mantivera um mistério.

As observações realizadas agora pelo Chandra mostraram que a radiação X provinha afinal de ambos os núcleos, tendo sido obtidos espectros de raios-X individuais para cada um destes. Estes espectros revelaram características de buracos negros de massa extremamente elevada: um excesso de fotões
fotão
O fotão, muitas vezes referido como a partícula de luz, é o quantum do campo electromagnético e é a partícula elementar da radiação electromagnética.
de alta energia emitidos pelo gás em queda para dentro do buraco negro e raios-X de átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
fluorescentes de ferro no gás próximo dos buracos negros.

No decurso das próximas centenas de milhões de anos, os dois buracos negros do centro da galáxia NGC 6240, que se encontram separados de 300 anos-luz, aproximar-se-ão um do outro até se fundirem dando origem a um buraco negro ainda maior. A identificação de um sistema binário de buracos negros vem reforçar a ideia de que os buracos negros vão crescendo até atingirem massas elevadíssimas nos centros das galáxias através da fusão com outros buracos negros. Validar esta teoria é essencial para compreender a formação e evoulção das galáxias.

No final do processo de fusão dos buracos negros, prevê-se um surto de ondas gravitacionais. Estas ondas gravitacionais espalhar-se-ão pelo universo produzindo ondulações no tecido do espaço que se traduzirão em pequenas alterações na distância entre dois pontos e poderão ser detectadas pelo detector espacial planeado pela NASA, o LISA (antena espacial de interferometria
interferometria
A interferometria é uma técnica de observação baseada em padrões de interferência causados pela combinação de ondas electromagnéticas: quando duas ondas estão em fase, o sinal é mais forte e diz-se que a interferência é construtiva; quando as duas ondas estão exactamente fora de fase, a interferência é destrutiva e não há sinal.
laser
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)
A palavra LASER designa uma amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. O princípio físico por trás deste fenómeno é a emissão estimulada: sob certas condições, um fotão atinge um átomo excitado e provoca a emissão de um fotão. O átomo emite dois fotões: o fotão estimulador, que passa incólume, e o fotão estimulado, que tem o mesmo comprimento de onda, a mesma fase, a mesma polarização e a mesma direcção de propagação que o fotão estimulador. Se cada um destes fotões estimular mais átomos, o feixe inicial de fotões é assim amplificado.
). Estima-se que a coalescência de buracos negros de massa elevada aconteça várias vezes por ano no Universo observável
Universo observável
Chama-se Universo observável a tudo o que pode ser observado até ao limite em que, no passado, e de acordo com os modelos teóricos, o Universo era opaco, ou seja, quando tinha uma idade de apenas cerca de 300 mil anos.
.

Este trabalho de investigação sobre NGC 6240 será publicado pela revista da especialidade Astrophysical Journal Letters num artigo cujo primeiro autor é uma investigadora do Instituto Max-Planck para a Física Extraterrestre (Alemanha), Stephanie Komossa.

Fonte da notícia: http://www1.msfc.nasa.gov/NEWSROOM/news/releases/2002/02-293.html