Origem de buraco negro tem nova interpretação

Buraco negro de NGC 1277 pode ter sido ejetado durante colisão entre duas outras galáxias

Por Christopher Crockett

Será que buracos negros abandonam suas casas e vão para outras galáxias? Se for o caso, uma galáxia chamada NGC 1277 pode abrigar um fugitivo em seu núcleo.

Em 2012, astrônomos descobriram um buraco negro supermassivo em seu centro, com a massa de 17 bilhões de sois – o mais massivo conhecido.

Normalmente, um buraco negro tão enorme só seria encontrado em uma galáxia muito maior, o que sugere algo incomum no passado da NGC 1277. Dois astrônomos têm uma ideia: e se o buraco negro foi capturado após ser ejetado de uma colisão galáctica há bilhões de anos?

Na verdade, o buraco negro pode ser o que restou de uma galáxia ainda maior que fica nas proximidades. Há bilhões de anos, duas galáxias – cada uma carregando um buraco negro em seu núcleo – se chocaram para formar uma galáxia massiva chamada de NGC 1275.

Durante a colisão, os buracos negros centrais se atraíram, se fundiram, e recuaram para o espaço intergaláctico. O recém-nascido buraco negro sem casa vagou pelo aglomerado galáctico de Perseu até a NGC 1277 passar perto o suficiente para atraí-lo gravitacionalmente.

“Isso é especulação, mas é uma história divertida”, declara Gregory Shields, astrônomo da University of Texas, em Austin, e principal autor de um artigo publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters propondo esse cenário. “Você não precisa inventar nenhuma física nova. Você só precisa ter a sorte de encontrar uma galáxia menor”.

Simulações de computador mostram que quando dois buracos negros se fundem, a radiação irregular de energia gravitacional dá um chute no buraco negro resultante.

No caso de buracos negros supermassivos encontrados no centro de galáxias, esse chute pode ejetar o buraco negro final a uma velocidade de até cinco mil quilômetros por segundo – rápido o bastante para expulsá-lo de sua própria galáxia.

Inspirado por essas simulações, Shields começou a trabalhar com Erin Bonning, astrofísica da Quest University Canada, para procurar buracos negros órfãos.

“Nós consideramos a possibilidade de que quando um buraco negro é ejetado dessa forma, ele pode arrastar um longo disco de gás consigo e continuar a se alimentar desse gás mesmo enquanto voa para longe da galáxia original”.

O conjunto de buraco negro e gás formaria um quasar flutuando livremente: um brilhante motor de radiação movido a gás superaquecido espiralando ao redor de um buraco negro massivo.

Apesar de eles ainda não terem encontrado um quasar andando entre galáxias, a ideia nunca foi abandonada. “É um processo tão fascinante que você simplesmente continua pensando nele”, comenta Shields.

Quando a descoberta de um buraco negro muito grande na NGC 1277 foi anunciada em 2012, Shields ficou atento. “Quando eu li aquele artigo, a ideia simplesmente surgiu na minha mente: aquele buraco negro se formou em uma galáxia maior e foi chutado dela”.

Karl Gebhardt, outro astrofísico da University of Texas, Austin, e co-descobridor do buraco negro da NGC 1277, está um pouco cético: “Essa é uma ideia muito interessante... mas vai precisar de muita sorte”.

Para que o cenário de Shields funcione, três fenômenos precisam ocorrer: os buracos negros precisam se fundir, o buraco negro resultante precisa ser chutado de outra galáxia (a NGC 1275) e então ser capturado pela NGC 1277.

Cada um desses eventos baixa probabilidade de ocorrer.

Mas em um Universo tão grande, até coisas improváveis acontecem de vez em quando. “Essa galáxia é estranha”, observa Gebhardt, “então o fato de que uma possível explicação também é estranha pode não ser tão surpreendente”.

Para descobrir o quanto a explicação é estranha será necessário observar muitas outras galáxias. “Se não houver outra galáxia com um buraco negro tão massivo [quanto esse]”, explica Gebhardt, “então algo com uma probabilidade muito baixa poderia ser uma explicação válida”.

Se, no entanto, descobrirmos que buracos negros enormes não são tão incomuns, devemos pensar em outra explicação.

A NGC 1277 pode já ter sido uma galáxia maior, e pode ter tido muitas de suas estrelas e gás roubados durante uma colisão próxima. Ou talvez o buraco negro tenha sido ejetado a partir de uma grande galáxia e arrastado o núcleo dessa galáxia consigo. Todos os cenários em que astrônomos conseguem pensar, porém, começam com o buraco negro surgindo em uma galáxia muito maior.

Descobrir de onde vêm esses buracos negros colossais pode levar a pistas sobre como galáxias evoluem.

Há algum tempo astrônomos sabem que buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras exercem influência um sobre o outro.

Conforme galáxias aumentam devido a colisões sucessivas, os buracos negros crescem.

Um buraco negro massivo pode se acender como um quasar ao sugar gases que teriam formado novas estrelas. O gás então dispara jatos com milhares de anos-luz de comprimento, reduzindo a formação estelar da galáxia.

“As pessoas estão vendo a simbiose de um buraco negro, a energia que ele produz como um quasar, e a evolução da própria galáxia como uma parceria que pode ter influências significativas de uma forma ou de outra”, finaliza Shields. “Então nós queremos entender como buracos negros chegam às galáxias”.