Hubble vê possível buraco negro fugitivo criando um rastro de estrelas

Concepção artística de um buraco negro supermassivo que foi ejetado de sua galáxia hospedeira como resultado de uma disputa entre ele e dois outros buracos negros. À medida que o buraco negro atravessa o espaço intergaláctico, ele comprime um gás tênue à sua frente. Isso precipita o nascimento de estrelas azuis quentes. Esta ilustração é baseada em observações do Telescópio Espacial Hubble de uma "trilha" de estrelas de 200.000 anos-luz atrás de um buraco negro escapando. 

Há um monstro invisível à solta, atravessando o espaço intergaláctico tão rápido que, se estivesse em nosso sistema solar, poderia viajar da Terra à Lua em 14 minutos. Este monstro - um possível buraco negro supermassivo - pesando até 20 milhões de sóis, deixou para trás uma trilha de estrelas recém-nascidas de 200.000 anos-luz de comprimento nunca antes vista, duas vezes o diâmetro da nossa galáxia, a Via Láctea. É provavelmente o resultado de um raro e bizarro jogo de bilhar galáctico entre três enormes buracos negros supermassivos, no centro de suas galáxias hospedeiras.

Este foguete intergaláctico é provavelmente o resultado de múltiplas colisões de buracos negros supermassivos. Os astrônomos suspeitam que as duas primeiras galáxias se fundiram talvez 50 milhões de anos atrás. Isso reuniu dois buracos negros supermassivos em seus centros. Eles giravam um ao redor do outro como um buraco negro binário.

Então outra galáxia apareceu com seu próprio buraco negro supermassivo. Os três buracos negros misturados levaram a uma configuração caótica e instável. Um dos buracos negros roubou o impulso dos outros dois buracos negros e foi expulso da galáxia hospedeira. O binário original pode ter permanecido intacto, ou o novo buraco negro intruso pode ter substituído um dos dois que estavam no binário original e expulsou o companheiro original.

Quando o único buraco negro disparou em uma direção, os buracos negros binários dispararam na direção oposta. Há uma característica vista no lado oposto da galáxia hospedeira que pode ser o buraco negro binário fugitivo. A evidência circunstancial disso é que não há sinal de um buraco negro ativo remanescente no núcleo da galáxia. O próximo passo é fazer observações de acompanhamento com o Telescópio Espacial James Webb da NASA e o Observatório de Raios-X Chandra para confirmar a explicação do buraco negro.

"Achamos que estamos vendo um rastro atrás do buraco negro supermassivo, onde o gás esfria e é capaz de formar estrelas. Então, estamos olhando para a formação estelar seguindo o buraco negro supermassivo", disse Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale, em New Haven, Connecticut. "O que estamos vendo é o resultado. Como a esteira atrás de um navio, estamos vendo a esteira atrás do buraco negro." A trilha deve ter muitas novas estrelas, já que é quase metade do brilho da galáxia hospedeira à qual está ligada.

Esta foto de arquivo do Telescópio Espacial Hubble capturou um curioso recurso linear que é tão incomum que foi inicialmente descartado como um artefato de imagem das câmeras do Hubble. Mas observações espectroscópicas de acompanhamento revelam que é uma cadeia de jovens estrelas azuis de 200.000 anos-luz. Um buraco negro supermassivo fica na ponta da ponte no canto inferior esquerdo. O buraco negro foi ejetado da galáxia no canto superior direito. Ele comprimiu gás em seu rastro para deixar um longo rastro de jovens estrelas azuis. Nada como isso jamais foi visto antes no universo. Este evento incomum aconteceu quando o universo tinha aproximadamente metade de sua idade atual.

O buraco negro fica em uma extremidade da esteira, que se estende até sua galáxia-mãe. Há um nó notavelmente brilhante de oxigênio ionizado na ponta mais externa da esteira. Os pesquisadores acreditam que o gás provavelmente está sendo chocado e aquecido pelo movimento do buraco negro atingindo o gás, ou pode ser a radiação de um disco de acreção ao redor do buraco negro. "O gás à sua frente fica chocado por causa desse impacto supersônico de alta velocidade do buraco negro que se move através do gás. Como isso funciona exatamente não é realmente conhecido", disse van Dokkum.

Por ser tão estranho, van Dokkum e sua equipe fizeram espectroscopia de acompanhamento com os Observatórios WM Keck no Havaí. Ele descreve a trilha estelar como "bastante surpreendente, muito, muito brilhante e muito incomum". Isso levou à conclusão de que ele estava observando as consequências de um buraco negro voando através de um halo de gás ao redor da galáxia hospedeira.

Fonte: NASA