Buracos negros sem fim aparecem na imagem de raios-x mais profunda já feita
Uma imagem sem paralelos feita pelo Observatório Chandra de Raios-X da NASA está dando a uma equipe internacional de astrônomos a melhor observação já feita do crescimento de buracos negros ao longo de bilhões de anos, começando logo após o Big Bang. Esta é a imagem mais profunda de raios X já feita, coletada em cerca de 7 milhões de segundos, ou 11 semanas e meia, nas quais o Chandra observou o tempo.
O buraco negro no nascimento do universo
A imagem vem do que é conhecido como o Campo Profundo Sul de Chandra. A região central da imagem contém a maior concentração de buracos negros supermassivos já vistos. A concentração desses monstros devoradores de luz na região central da foto é sem precedentes – o equivalente a 5.000 buracos negros supermassivos em uma área do tamanho da lua cheia, ou 1 bilhão deles, se a imagem fosse estendida por todo o céu noturno, disseram os pesquisadores.
“Com esta imagem incrível, podemos explorar os primeiros dias de buracos negros no Universo e ver como eles mudam ao longo de bilhões de anos”, diz Niel Brandt, professor de astronomia, astrofísica e física na Universidade da Pensilvânica, nos EUA, que lidera uma equipe de astrônomos que está estudando a imagem profunda.
Logo após o Big Bang
Cerca de 70% dos objetos da nova imagem são buracos negros supermassivos, que podem variar em massa de cerca de 100.000 a 10 bilhões de vezes a massa do Sol. O gás que cai em direção a esses buracos negros fica muito mais quente à medida que se aproxima do horizonte de eventos, ou ponto de não retorno, produzindo uma emissão de raios-X brilhante.
“Pode ser muito difícil detectar buracos negros no Universo primitivo porque eles estão tão longe e eles só produzem radiação se eles estão puxando ativamente a matéria”, disse o membro da equipe Bin Luo, professor de astronomia e ciência espacial na Universidade de Nanjing, na China . “Mas, olhando o tempo suficiente com Chandra, podemos encontrar e estudar um grande número de buracos negros em crescimento, alguns dos quais aparecem pouco depois do Big Bang”.
A nova imagem ultra-profunda de raios-X permite aos cientistas explorar ideias sobre como os buracos negros supermassivos cresceram cerca de um a dois bilhões de anos após o Big Bang. Usando esses dados, os pesquisadores mostraram que esses buracos negros no início do Universo crescem principalmente em rajadas, e não através do lento acúmulo de matéria.
10 fatos SURPREENDENTES sobre buracos negros
Os pesquisadores também encontraram dicas de que as sementes de buracos negros supermassivos podem ser “pesadas” com massas de cerca de 10.000 a 100.000 vezes a do Sol, ao invés de sementes leves com cerca de 100 vezes a massa do Sol. Isto aborda um importante mistério na astrofísica sobre como esses objetos podem crescer tão rapidamente para alcançar massas de cerca de um bilhão de vezes a do Sol no Universo primitivo.
Adolescentes famintos
Eles também detectaram raios-X de galáxias maciças em distâncias até cerca de 12,5 bilhões de anos-luz da Terra. A maior parte da emissão de raios-X das galáxias mais distantes provavelmente vem de grandes coleções de buracos negros de massa estelar dentro delas. Estes buracos negros são formados a partir do colapso de estrelas maciças e tipicamente pesam algumas dúzias de vezes a massa do Sol.
“Ao detectar raios-X de galáxias distantes, estamos aprendendo mais sobre a formação e evolução de buracos negros supermassivos e de massa estelar no Universo primitivo”, disse o membro da equipe Fabio Vito, pós-doutor em astronomia e astrofísica na Universidade da Pensilvânia. “Nós estamos olhando para trás para tempos em que os buracos negros estavam em fases cruciais de crescimento, similar a crianças ou adolescentes com fome”, compara.
Para realizar este estudo, a equipe combinou os dados de raios-X de Chandra com dados muito profundos do Telescópio Espacial Hubble sobre o mesmo trecho do céu. Eles estudaram a emissão de raios X de mais de 2.000 galáxias identificadas pelo Hubble que estão localizadas entre cerca de 12 a 13 bilhões de anos-luz da Terra.
Qual a diferença entre a singularidade do Big Bang e de um buraco negro?
Novos trabalhos com Chandra e futuros observatórios de raios-X serão necessários para fornecer uma solução definitiva ao mistério de como os buracos negros supermassivos podem rapidamente atingir grandes massas. Uma grande amostra de galáxias distantes virá de observações com o Telescópio Espacial James Webb, estendendo o estudo da emissão de raios X de buracos negros para distâncias ainda maiores da Terra. [Phys.org]
