Hubble detecta um buraco negro supermassivo que foi expulso do centro de uma galáxia

Os astrónomos suspeitam que as responsáveis por essa expulsão foram ondas gravitacionais.

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Telescópio Espacial Hubble para descobrir um buraco negro supermassivo que foi expulso do centro da distante galáxia 3C186, que se encontra a 8 mil milhões (bilhões, no Brasil) de anos-luz de distância da Terra.

O buraco negro foi provavelmente ejetado pelo poder das ondas gravitacionais.

Esta é a primeira vez que foi encontrado um buraco negro supermassivo tão longe da sua galáxia.

Galáxia que ejetou um buraco negro supermassivo.
Créditos: NASA, ESA, e M. Chiaberge (STScI/ESA)

A galáxia 3C186 é provavelmente o resultado da colisão de duas galáxias. A grande evidência para isto, é a existência de uma cauda arqueada produzida por efeitos gravitacionais externos.
Essa colisão de galáxias levou à fusão dos dois buracos negros supermassivos que existiam no centro das galáxias.
O buraco negro supermassivo resultante foi posteriormente expulso da galáxia hospedeira pelas ondas gravitacionais criadas pela fusão.

O brilhante quasar (que se parece com uma estrela) pode ser visto no centro da imagem.
A sua antiga galáxia hospedeira é o objeto mais ténue atrás de si.

Ondas Gravitacionais ejetam buraco negro da sua galáxia.
Esta ilustração mostra como dois buracos negros supermassivos colidem para formar um buraco negro, que posteriormente é ejetado da galáxia hospedeira.
1 – Duas galáxias interagem gravitacionalmente até colidirem uma com a outra. Os buracos negros nos seus centros são mutuamente atraídos.
2 – Quando os buracos negros supermassivos se aproximam, começam a orbitar-se mutuamente, criando poderosas ondas gravitacionais.
3 – À medida que irradiam energia gravitacional, os buracos negros aproximam-se gradualmente, até que colidem.
4 – Se os dois buracos negros não têm a mesma massa e taxa de rotação, emitem ondas gravitacionais mais fortes numa determinada direção. Quando finalmente colidem, páram de produzir ondas gravitacionais. Nessa altura, o buraco negro resultante reverte na direção oposta às ondas gravitacionais mais fortes, e é enviado para fora da galáxia hospedeira.
Créditos: NASA, ESA/Hubble, e A. Feild/STScI

Apesar de existirem vários candidatos suspeitos de serem buracos negros fugidos, nenhum tinha sido confirmado.

Agora, ao utilizar o Telescópio Espacial Hubble, uma equipa internacional de astrónomos detectou um buraco negro supermassivo (com uma massa 1 bilhão de vezes superior ao Sol) a ser expulso da sua galáxia hospedeira.

Stefano Bianchi, co-autor da investigação, disse: “Estimamos que foi necessária a energia equivalente a 100 milhões de supernovas a explodirem simultaneamente, para expulsar este buraco negro”.

Os cálculos mostram que este buraco negro se encontra a cerca de 35 mil anos-luz de distância do centro da galáxia. Ou seja, já viajou essa distância.
Comparando, o buraco negro está mais longe do centro da sua galáxia, que o nosso Sol está do centro da Via Láctea.

O buraco negro viaja a uma velocidade de 7,5 milhões de km/h (o buraco negro em si, não pode ser observado. Estes dados foram determinados por análise espetroscópica do gás ao seu redor).
A esta velocidade, este buraco negro poderia viajar da Terra à Lua em somente 3 minutos.

A explicação mais provável para esta energia de fuga é o buraco negro ter sido “pontapeado” por ondas gravitacionais criadas pela colisão de dois buracos negros supermassivos no centro das respetivas galáxias.
Essa colisão de galáxias deu-se há 1 ou 2 mil milhões (bilhões, no Brasil) de anos.

Nem todas as fusões de buracos negros supermassivos produzem ondas gravitacionais desequilibradas numa determinada direção, daí que nem sempre o buraco negro supermassivo resultante é expulso.

Fonte: Space Telescope