Astrônomos identificam o que pode ser o sinal do segundo maior Buraco Negro na Via Láctea

Crédito da ilustração: Keio University.

Uma equipa de astrônomos liderada por Tomoharu Oka, professor na Keio University no Japão, descobriu uma nuvem de gás enigmática, chamada de CO-0.40-0.22, a somente 200 anos-luz de distância do centro da Via Láctea. O que faz essa nuvem de gás ser incomum é a grande dispersão de velocidades: a nuvem contém gás com diferentes velocidades, num intervalo muito grande. A equipa descobriu essa misteriosa feição com dois rádios telescópios: o Nobeyama, um rádio telescópio com 45 metros de diâmetro no Japão, e o Telescópio ASTE no Chile; ambos operados pelo National Astronomical Observatory do Japão.

Para investigar a estrutura detalhada da nuvem, a equipa utilizou o Telescópio Nobeyama para obter 21 linhas de emissões de 18 moléculas. Os resultados mostraram que a nuvem tinha uma forma elíptica e consistia de dois componentes: um componente compacto mas pouco denso com uma velocidade de dispersão muito ampla de 100 quilômetros por segundo, e um componente denso se estendendo por 10 anos-luz, com uma velocidade de dispersão mais restrita.

O que faz essa velocidade de dispersão do gás ser tão ampla? Não existem buracos dentro da nuvem. As observações feitas em raios-X e em infravermelho não encontraram nenhum objeto compacto. Essas características indicam que a velocidade de dispersão não é causada por uma energia local, como explosões de supernovas.

A equipa realizou então uma simples simulação das nuvens de gás sendo atraídas por uma forte fonte de gravidade. Na simulação, as nuvens de gás são primeiro atraídas pela fonte e suas velocidades aumentam à medida que elas se aproximam, atingindo uma velocidade máxima no ponto de maior aproximação ao objeto. Depois que as nuvens continuam a passar pelo objeto, suas velocidades diminuem. A equipa descobriu que um modelo usando uma fonte de gravidade com 100 mil vezes a massa do Sol dentro de uma área com um raio de 0.3 anos-luz forneceu o melhor ajuste aos dados observados.

“Considerando o fato de que nenhum objeto compacto foi observado tanto em raios-X como em infravermelho, com o conhecimento que temos hoje, o melhor candidato para um objeto compacto e massivo é um buraco negro”, disse Oka, principal autor do artigo publicado no Astrophysical Journal Letters.

Se esse for o caso, essa é a primeira detecção de um buraco negro com massa intermediária. Os astrônomos já sabem muito sobre dois tamanhos de buracos negros: buracos negros com massa estelar, e buracos negros supermassivos (SMBH) normalmente encontrados no centro das galáxias. A massa dos SMBHs varia de alguns milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Um grande número de SMBHs foram encontrados, mas ninguém sabe como os SMBHs se formam. Uma hipótese é que eles se formem pela fusão de muitos buracos negros com massa intermediária. Mas isso faz com que apareça um problema, pois até hoje, não existia nenhuma evidência observacional para buracos negros com massa intermediária. Se a nuvem CO-0.40-0.22, localizada a somente 200 anos-luz de distância do Sgr A* (o SMBH de 400 milhões de massas solares localizado no centro da Via Láctea), contém um buraco negro de massa intermediária, ela pode suportar o cenário de fusão de buracos negros de massa intermediária na evolução dos SMBHs.

Esses resultados abrem uma nova maneira de pesquisar por buracos negros com rádio telescópios. Observações recentes revelaram que existe um grande número de nuvens compactas como a CO-0.40-0.22 que também apresentam diferentes velocidades de dispersão do gás. A equipa propõe que algumas dessas nuvens podem conter buracos negros. Um estudo sugere que existam cerca de 100 milhões de buracos negros na Via Láctea, mas as observações feitas em raios-X encontraram somente uma dezena deles. A maior parte dos buracos negros podem ser “escuros” e muito difíceis de serem vistos diretamente em qualquer comprimento de onda. “Investigações do movimento do gás com rádio telescópios podem fornecer uma maneira complementar de pesquisar por buracos negros”, disse Oka. “A área atual de pesquisa e observações da Via Láctea é vasta e está sendo investigada com o Telescópio Nobeyana de 45 metros de diâmetro e observações de alta resolução de galáxias próximas são feitas usando o Atacama Large Millimetre/sudmillimetre Array (ALMA). Estes estudos têm potencial para aumentarem dramaticamente o número de candidatos a buracos negros de massa intermediária”.

Fonte: Astronomy Now