29/03/2023 - 10:29
Uma equipe internacional de astrônomos descobriu um dos maiores buracos negros já encontrados, aproveitando um fenômeno chamado lente gravitacional.
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A equipe, liderada pela Universidade de Durham (Reino Unido), usou lentes gravitacionais – em que uma galáxia em primeiro plano dobra a luz de um objeto mais distante e a amplia – e simulações de supercomputador nas instalações do DiRAC HPC, que permitiram à equipe examinar de perto como a luz é curvada por um buraco negro dentro de uma galáxia a centenas de milhões de anos-luz da Terra.
Escala raramente vista
Eles encontraram um buraco negro ultramassivo, um objeto com mais de 30 bilhões de vezes a massa do nosso Sol, na galáxia em primeiro plano – uma escala raramente vista pelos astrônomos.
Esse é o primeiro buraco negro encontrado com o uso da técnica, pela qual a equipe simula a luz viajando pelo universo centenas de milhares de vezes. Cada simulação inclui um buraco negro de massa diferente, mudando a jornada da luz para a Terra.
Quando os pesquisadores incluíram um buraco negro ultramassivo em uma de suas simulações, o caminho percorrido pela luz da galáxia distante para chegar à Terra correspondia ao caminho visto em imagens reais capturadas pelo Telescópio Espacial Hubble, da Nasa/ESA. As descobertas foram publicadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Vídeo que mostra como os astrônomos usaram lentes gravitacionais para descobrir um buraco negro com 30 bilhões de vezes a massa do sol em uma galáxia a 2 bilhões de anos-luz de distância. Crédito: Universidade de Durham
Limite superior
O principal autor do estudo, dr. James Nightingale, do Departamento de Física da Universidade de Durham, disse: “Esse buraco negro em particular, que tem aproximadamente 30 bilhões de vezes a massa do nosso Sol, é um dos maiores já detectados e está no limite superior de tamanho que nós acreditamos que os buracos negros podem se tornar teoricamente. Por isso, é uma descoberta extremamente emocionante.”
Uma lente gravitacional ocorre quando o campo gravitacional de uma galáxia em primeiro plano parece dobrar a luz de uma galáxia de fundo, o que significa que a observamos mais de uma vez.
Como uma lente real, isso também amplia a galáxia de fundo, permitindo que os cientistas a estudem com mais detalhes.
O dr. Nightingale afirmou: “A maioria dos maiores buracos negros que conhecemos estão em um estado ativo, em que a matéria puxada para perto do buraco negro se aquece e libera energia na forma de luz, raios X e outras radiações. No entanto, as lentes gravitacionais tornam possível estudar buracos negros inativos, algo que atualmente não é possível em galáxias distantes. Essa abordagem pode nos permitir detectar muito mais buracos negros além do nosso universo local e revelar como esses objetos exóticos evoluíram no tempo cósmico”.
Primeiro passo
O estudo, que também inclui o Instituto Max Planck (Alemanha), abre a possibilidade tentadora de que os astrônomos possam descobrir buracos negros muito mais inativos e ultramassivos do que se pensava anteriormente e investigar como eles cresceram tanto.
A história dessa descoberta em particular começou em 2004, quando um colega astrônomo da Universidade de Durham, o professor Alastair Edge, notou um arco gigante de uma lente gravitacional ao revisar imagens de uma pesquisa galáctica.
Avançando 19 anos e com a ajuda de algumas imagens de resolução extremamente alta do Hubble e das instalações do supercomputador DiRAC COSMA8 na Universidade de Durham, o dr. Nightingale e sua equipe puderam revisitar isso e explorá-lo ainda mais.
A equipe espera que este seja o primeiro passo para permitir uma exploração mais profunda dos mistérios dos buracos negros, e que futuros telescópios de grande escala ajudem os astrônomos a estudar buracos negros ainda mais distantes para aprender mais sobre seu tamanho e escala.
