Ritmo fascinante: pulsos de luz iluminam buraco negro raro

O universo tem tantos buracos negros que é impossível contá-los – pode haver 100 milhões desses intrigantes objetos astrais só na nossa galáxia e quase todos se enquadram em uma destas duas classes: grande e colossal. Os astrônomos sabem que os buracos negros que vão de cerca de 10 a 100 vezes a massa do nosso sol são os restos de estrelas moribundas, e que os buracos negros supermassivos, com mais de um milhão de vezes a massa do sol, habitam os centros da maioria das galáxias.

Porém, espalhados por todo o universo como oásis em um deserto, estão alguns buracos negros aparentemente de um tipo mais misterioso. Variando de uma centena de vezes a algumas centenas de milhares de vezes a massa do sol, esses buracos negros de massa intermediária são tão difíceis de medir que mesmo a sua existência é por vezes contestada. Pouco se sabe sobre como se formam e alguns astrônomos questionam se eles se comportam como outros buracos negros.

Agora, uma equipe de astrônomos mediu com precisão – e, portanto, confirmou a existência de – um buraco negro de cerca de 400 vezes a massa do nosso sol, numa galáxia a 12 milhões de anos-luz da Terra. A descoberta, do estudante de astronomia Dheeraj Pasham e dois colegas da Universidade de Maryland (EUA), foi publicada online na revista “Nature”.

Richard Mushotzky, coautor e professor de astronomia da instituição, diz que o buraco negro em questão é uma versão do tamanho ideal desta classe de objetos astrais. “Os astrônomos têm se perguntado, esses objetos existem ou não? Quais são suas propriedades? Até agora não tínhamos os dados para responder a essas perguntas”, explica. Embora o buraco negro de massa intermediária que a equipe estudou não é o primeiro a ser medido, ele é o primeiro a ser medido com precisão.

Um buraco negro é uma região no espaço que contém uma massa tão densa que nem mesmo a luz pode escapar de sua gravidade. Os buracos negros são invisíveis, mas os astrônomos podem encontrá-los, acompanhando sua atração gravitacional em outros objetos. A matéria que está sendo puxada para um buraco negro se reúne em torno dele como destroços de uma tempestade circulando ao redor de um tornado. Todo este material cósmico se esbarrando produz fricção e luz, fazendo com que buracos negros estejam entre os objetos mais brilhantes do universo.

Desde os anos 1970, os astrônomos observaram algumas centenas de objetos que eles achavam que eram buracos negros de massa intermediária. Contudo, como não conseguiam medir sua massa, não podiam ter certeza. “Por razões que são muito difíceis de entender, esses objetos têm resistido às técnicas de medição padrão”, ressalta Mushotzky.

Pasham, que receberá seu doutorado em astronomia pela Universidade no final do mês, focou seus estudos em um objeto chamado de Messier 82, uma galáxia na constelação de Ursa Maior, que também é a galáxia formadora de estrelas mais próxima de nós. Analisando dados de um satélite da NASA, o pesquisador avistou, em meio ao material que circundava o suposto buraco negro, duas faixas de repetição de luz. As chamas apresentaram um padrão rítmico de pulsos de luz, um ocorrendo 5,1 vezes por segundo e o outro, 3,3 vezes por segundo – ou uma proporção de 3:2.

Segundo Mushotzky, as duas oscilações de luz eram como duas partículas de poeira presas nos sulcos de um disco de vinil girando em uma vitrola. Se as oscilações fossem batidas musicais, produziriam um ritmo sincopado específico – algo como bossa nova ou os primeiros versos de “Mean Mr. Mustard”, dos Beatles.

Os astrônomos podem usar uma oscilação de luz 3:2 para medir a massa de um buraco negro. A técnica tem sido usada em pequenos buracos negros, mas nunca tinha sido aplicada a buracos negros de massa intermediária. Pasham usou as oscilações para estimar que M82 X-1 tem 428 vezes a massa do sol, mais ou menos 105 massas solares. Ele não propõe uma explicação de como essa classe de buracos negros é formada. “Precisávamos confirmar sua existência por meio de observação primeiro”, explica. “Agora, os teóricos pode começar a trabalhar”. [Science Daily]

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