Usando o Very Large Telescope do European Southern Observatory (ESO's VLT), os astrônomos revelaram o par mais próximo de buracos negros supermassivos da Terra já observado.

Visão de close-up dos dois núcleos galácticos brilhantes, cada um abrigando um buraco negro supermassivo, em NGC 7727, uma galáxia localizada a 89 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação de Aquário. Crédito da imagem: ESO/Voggel et al.

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Os dois objetos também têm uma separação muito menor do que qualquer outro par de buracos negros supermassivos previamente avistado e acabarão por se fundir em um buraco negro gigante.

Localizado na galáxia NGC 7727 na constelação de Aquário, o par de buracos negros supermassivos está a cerca de 89 milhões de anos-luz de distância da Terra. Embora possa parecer distante, ele bate o recorde anterior de 470 milhões de anos-luz por alguma margem, tornando o novo par de buracos negros supermassivos o mais próximo de nós ainda.  

Buracos negros supermassivos espreitam no centro de galáxias massivas e quando duas dessas galáxias se fundem, os buracos negros acabam em rota de colisão. O par em NGC 7727 bateu o recorde de menor separação entre dois buracos negros supermassivos, visto que eles estão separados por apenas 1600 anos-luz no céu. “É a primeira vez que encontramos dois buracos negros supermassivos tão próximos um do outro, menos da metade da separação do detentor do recorde anterior”, disse Karina Voggel, astrônoma do Observatório de Estrasburgo na França e principal autora do estudo publicado online hoje na Astronomy & Astrophysics.

“A pequena separação e velocidade dos dois buracos negros indicam que eles se fundirão em um buraco negro monstro, provavelmente nos próximos 250 milhões de anos”, acrescenta o co-autor Holger Baumgardt, professor da Universidade de Queensland, Austrália. A fusão de buracos negros como esses poderia explicar como os buracos negros mais massivos do Universo surgiram.

Voggel e sua equipe foram capazes de determinar as massas dos dois objetos observando como a atração gravitacional dos buracos negros influencia o movimento das estrelas ao seu redor. O maior buraco negro, localizado bem no centro da NGC 7727, foi encontrado para ter uma massa quase 154 milhões de vezes a do Sol, enquanto seu companheiro tem 6,3 milhões de massas solares.

Esta imagem mostra vistas amplas (esquerda) e amplas (direita) dos dois núcleos galácticos brilhantes de NGC 7727 a 89 milhões de anos-luz da Terra. Cada núcleo é o lar de um buraco negro supermassivo em seu centro. Crédito da imagem: ESO / Voggel et al .; equipe ESO / VST ATLAS. Agradecimento: Durham University / CASU / WFAU

É a primeira vez que as massas são medidas desta forma para um par de buracos negros supermassivos. Este feito foi possível graças à proximidade do sistema com a Terra e as observações detalhadas da equipe obtidas no Observatório Paranal, no Chile usando o Multi-Unit espectroscópica Explorador (MUSE) na do ESO VLT, um instrumento com o qual Voggel aprendeu a trabalhar durante seu tempo como estudante no ESO. Medir as massas com o MUSE e usar dados adicionais do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA permitiu à equipe confirmar que os objetos em NGC 7727 eram de fato buracos negros supermassivos.

Astrônomos suspeitavam que a galáxia hospedava os dois buracos negros, mas eles não puderam confirmar sua presença até agora, já que não vemos grandes quantidades de radiação de alta energia vindo de seus arredores imediatos, o que de outra forma os denunciaria. “Nossa descoberta implica que pode haver muito mais dessas relíquias de fusões de galáxias por aí e podem conter muitos buracos negros massivos ocultos que ainda esperam para ser encontrados”, diz Voggel. “Isso poderia aumentar o número total de buracos negros supermassivos conhecidos no Universo local em 30 por cento”

Espera-se que a busca por pares de buracos negros supermassivos ocultos de forma semelhante dê um grande salto com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO , que deverá começar a operar no final desta década no deserto do Atacama, no Chile. “Esta detecção de um par de buracos negros supermassivos é apenas o começo”, diz o co-autor Steffen Mieske, astrônomo do ESO no Chile e chefe das Operações de Ciência do Paranal do ESO. “Com o instrumento HARMONI no ELT, seremos capazes de fazer detecções como esta consideravelmente mais longe do que é possível atualmente. O ELT do ESO será essencial para a compreensão desses objetos”.

Mais Informações:

This research was presented in a paper titled "First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation" to appear in Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).

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Referência:

MIESKE, Steffen. ESO telescope uncovers closest pair of supermassive black holes yet. ESO - European Southern Observatory, Vitacura, Santiago, Chile, 30, nov. 2021. Disponível em: <https://www.eso.org/public/news/eso2117/>. Acesso em: 30, nov. 2021.