Uma pesquisa, abrangendo mais de 170 mil buracos negros de enorme massa, realizada com o WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), da NASA, levou os astrónomos a reexaminarem uma teoria, já com décadas, sobre as diferentes aparências destes objectos interestelares.

A teoria unificada dos buracos negros activos de grande massa, desenvolvida pela primeira vez no final da década de 70, foi criada para responder à pergunta: por que razão os buracos negros, embora semelhantes na sua natureza, podem ter aspectos completamente diferentes? Com efeito, alguns parecem estar envoltos em poeira, enquanto outros estão expostos e são fáceis de observar.

O modelo unificado responde à questão anterior propondo que cada buraco negro está rodeado por uma estrutura de poeira em forma de donut ou toro. Consoante a maneira como estes "donuts" estão orientados no espaço, os buracos negros vão assumir aspectos diferentes. Por exemplo, se o donut estiver orientado de perfil em relação à nossa direcção de observação, o buraco negro estará oculto. Se estiver orientado de frente (visto de cima ou de baixo), o buraco negro será claramente visível.

No entanto, os novos resultados do WISE não corroboram esta teoria. Os investigadores encontraram evidências de que algo diferente de uma estrutura em donut pode, em algumas circunstâncias, determinar se um buraco negro está visível ou oculto. A equipa ainda não apurou exactamente o que poderá ser, mas os resultados sugerem que o modelo unificado, ou do donut, não assegura todas as respostas.

"A nossa descoberta revela uma nova característica sobre os buracos negros activos que não conhecíamos, mas os detalhes permanecem um mistério", disse Lin Yan, do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center), da NASA, que tem a sua base no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena. "Esperamos que o nosso trabalho venha a inspirar estudos no futuro para que possamos entender melhor estes fascinantes objectos."

Yan é o segundo autor da pesquisa aceite para publicação no Astrophysical Journal. O principal autor é Emilio Donoso, um investigador de pós-doutoramento que trabalhou com Yan no IPAC e que está agora no Instituto de Ciências Astronómicas da Terra e do Espaço, na Argentina. A pesquisa também tem a co-autoria de Daniel Stern, do JPL, e de Roberto Assef, da Universidad Diego Portales, no Chile, e que também esteve no JPL.

No coração de cada galáxia existe um buraco negro de grande massa. O novo estudo centra-se nos que estão a alimentar-se, os chamados buracos negros activos de grande massa, ou núcleos galácticos activos, que devoram o gás circundante para crescerem.

Com a ajuda de computadores, os cientistas foram capazes de escolher, a partir dos dados do WISE, mais de 170 mil buracos negros activos de grande massa. Mediram então o conjunto de galáxias que contêm buracos negros escondidos e buracos negros expostos – em que grau estes objectos se agregam em todo o céu.

Se o modelo unificado estivesse correcto, e os buracos negros ocultos estivessem apenas escondidos devido à sua configuração em donut estar a ser vista de perfil, então os investigadores esperariam que se agrupassem da mesma forma que os expostos. De acordo com a teoria, como as estruturas em donut têm orientações aleatórias, os buracos negros também deveriam estar distribuídos aleatoriamente. Se atirássemos vários donuts ao ar, aproximadamente a mesma percentagem de donuts ficaria orientada de modo a ser vista quer de perfil quer de topo, independentemente de estarem mais ou menos espalhados.

Mas o WISE encontrou algo totalmente inesperado. Os resultados mostraram que as galáxias com buracos negros ocultos estão mais agrupadas que as que têm buracos negros expostos. Se estes resultados forem confirmados, os cientistas terão de ajustar o modelo unificado e chegar a novas formas de explicar porque é que alguns buracos negros estão ocultos.

"O objectivo principal da unificação era colocar uma diversidade de tipos de núcleos activos debaixo da mesma pala", disse Donoso. “O que acontece é que isso se tem tornado cada vez mais difícil de alcançar à medida que vamos penetrando mais profundamente nos dados do WISE."

Outra forma de entender os resultados do WISE envolve matéria escura. A matéria escura é uma substância invisível que domina a matéria no Universo, superando a matéria normal que compõe planetas e estrelas. Cada galáxia reside no centro de um halo de matéria escura. Halos maiores têm mais gravidade e, por isso, atraem outras galáxias na sua direcção.

Tendo em conta que o WISE descobriu que os buracos negros ocultos estão mais agrupados que os outros, os investigadores sabem que estes buracos negros residem em galáxias com maiores halos de matéria escura. Embora os halos, por si próprios, não sejam responsáveis por esconder os buracos negros, podem bem ser uma pista para o que está a ocorrer.

"A teoria unificada foi proposta para explicar a complexidade do que os astrónomos observavam", disse Stern. "Parece que o modelo simples pode ter sido demasiado simples. Como disse Einstein, os modelos devem ser feitos o mais simples possível, mas não simples demais."

Os cientistas ainda estão a investigar activamente os dados públicos do WISE, que foi colocado em hibernação em 2011, após digitalizar a totalidade do céu duas vezes. Foi reactivado em 2013, com o novo nome de NEOWISE, e foi-lhe atribuída a nova missão de identificar objectos potencialmente perigosos próximos da Terra.

Fonte da notícia: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-163