Massa dos buracos negros no Universo primordial menor do que se pensava

2002-07-04

Esta imagem, obtida pelo telescópio espacial Hubble em 1995, mostra uma galáxia no centro, rodeada por quatro manchas azuis. Cada uma destas manchas é uma imagem diferente do mesmo quasar que se encontra por detrás da galáxia. A luz proveniente do quasar sofre o efeito do intenso campo gravítico da galáxia, dando origem a esta \"miragem gravitacional\". Crédito: NASA, HST, K. Ratnatunga. Myungshin Im (JHU).
Os quasares
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
são os objectos mais brilhantes do Universo e existem no centro de galáxias activas
galáxia activa
Uma galáxia diz-se activa quando emite quantidades excepcionalmente elevadas de energia. São exemplo de galáxias activas as galáxias Seyfert, as radiogaláxias, os quasares e as galáxias com surtos de formação de estrelas (starburst galaxies).
. A sua elevada luminosidade
luminosidade
A luminosidade (L) é a quantidade de energia que um objecto celeste emite por unidade de tempo e em determinado comprimento de onda, ou em determinada banda de comprimentos de onda.
deve-se a um buraco negro
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.
na região central da 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.
que é responsável pelo intenso campo gravitacional. A forte luminosidade dos quasares tem origem na libertação de grandes quantidades de energia pelas partículas de gás e poeira sujeitas a este campo intenso.

Alguns estudos sugerem que buracos negros de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada terão sido comuns no Universo primordial. Mas isso implica que tenha havido uma grande quantidade de matéria numa fase muito jovem do Universo, o que é difícil de explicar com os modelos existentes.

Por se tratar de objectos muito longínquos, a luz proveniente dos quasares pode sofrer desvios apreciáveis provocados pela existência de fortes campos gravíticos no trajecto (um efeito que foi previsto por Albert Einstein
Albert Einstein
(1879-1955). Albert Einstein nasceu em Ulm, na Alemanha. Como físico teórico, revolucionou a nossa compreensão do Universo. A sua contribuição para o avanço da Física Moderna foi única. Doutorou-se em 1905 pela Universidade de Zurique (Suíça), no mesmo ano em que interpretou o efeito fotoeléctrico, o movimento browniano, e lançou a Teoria da Relatividade Restrita. Publicou em 1916 a sua Teoria da Relatividade Geral e foi galardoado com o Prémio Nobel da Física em 1921.
e designado por efeito de lente gravitacional
efeito de lente gravitacional
O efeito de lente gravitacional consiste na deflexão da luz provocada pelo campo gravitacional muito forte de um objecto que se encontra entre o observador e a fonte de luz. Por exemplo, uma galáxia, ou um enxame de galáxias, que se encontre entre nós e um objecto astronómico muito distante, como um quasar, pode actuar como uma lente gravitacional. Tipicamente, o efeito de lente gravitacional faz com que se observe, numa única fotografia, mais do que uma imagem do mesmo objecto.
). Como consequência deste efeito, a luz dos quasares aparece amplificada.

Astrónomos da Universidade de Harvard calcularam a probabilidade de existirem galáxias e, portanto, efeitos de campos gravíticos na trajectória dos raios luminosos emitidos pelos quasares tendo concluído que a luz emitida por 10 a 30% dos quasares deverá estar amplificada por um factor de 10 ou 100 vezes, sugerindo um brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
maior do que o real.

Se estiver correcto, este estudo implica que muitos quasares deverão ser menos brilhantes do que se pensava, ou seja, os campos gravitacionais existentes nos seus centros deverão ser menores e, consequentemente, os buracos negros que estão na sua origem terão uma massa menor do que a inicialmente prevista.

O próximo passo será verificar qual a frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
com que os dados observacionais são afectados pelo efeito de lente gravitacional. A dificuldade, em muitos dos casos, reside no facto do objecto responsável pela existência do campo gravitacional ser pouco brilhante e não poder ser observado pelos métodos tradicionais. Contudo, o mesmo efeito que produz o aumento na intensidade do brilho do quasar também dá origem ao surgimento de múltiplas imagens do objecto, como se pode observar na imagem. Telescópios como o Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
, ou grandes telescópios na Terra, têm a capacidade de identificar estes objectos.

Fonte da notícia: http://cfa-www.harvard.edu/press/pr0215.html