Um buraco negro nasce do colapso de uma estrela supermassiva – mas um buraco negro supermassivo nasce de quê? Uma galáxia pálida parecia esconder em seu núcleo a resposta – mas somente acrescentou mais mistério à gênese dos buracos supermassivos (ou SMBH, sua sigla em inglês).
A galáxia em questão é a NGC 404, a cerca de 10 milhões de anos-luz, na constelação de Andrômeda. Da Terra, ela aparece obscurecida pelo brilho da estrela Mirach, o que rendeu à NGC 404 o apelido de “Fantasma de Mirach".
A NGC 404 é o pequeno ponto luminoso no centro da imagem, ofuscado pelo brilho da estrela Mirach.
Existem duas hipóteses para a gênese de SMBHs. Em uma delas, eles seriam formados através de um processo chamado “colapso direto” logo depois do Big Bang. Eles já nasceriam monstruosamente massivos e com um tamanho mínimo.
A outra hipótese sustenta que eles seriam os restos de uma estrela massiva em colapso e, por isso, relativamente pequenos (100 vezes a massa do nosso Sol), crescendo à medida que devoram tudo à sua volta.
O astrofísico Timothy Davis, da Cardiff University, e sua equipe começaram a procurar os menores SMBHs que pudessem encontrar, usando o Atacama Large Millimeter/Submilimeter Array (ALMA), um telescópio localizado nos Andes chilenos. E foi assim que eles acharam o que buscavam, dentro do “Fantasma de Mirach”.
Segredo guardado pelo "Fantasma"
Por muito tempo, pensou-se que a NGC 404 estivesse morta; qual não foi a surpresa quando, sob a luz ultravioleta, ela mostrou a presença de estrelas jovens em um anel de poeira jamais visto? O que interessava aos astrônomos, porém, era o SMBH em seu interior.
Vista sob luz ultravioleta, a mesma galáxia (o ponto brilhante no meio da imagem) revelou um anel de estrelas jovens.
"O SMBH no centro da NGC 404 está atualmente ativo e engolindo gás; portanto, alguns dos modelos mais extremos baseados nessa hipótese e que apenas produziriam SMBHs muito grandes não podem ser verdadeiros", disse Davis ao site Live Science.
O buraco negro supermassivo no interior dessa galáxia lenticular é o de menor massa já encontrado: ele pesa menos de 1/1 milhão a massa de nosso Sol – o que, pelos cálculos de Davis e sua equipe, significa que ele tinha a metade desse peso quando nasceu.
O telescópio ALMA revelou, dentro da NGC 404 (à esquerda), um turbilhão de gás como jamais registrado (à direita).
A equipe de Davis mediu a velocidade do monóxido de carbono presente no sistema à medida que ele é atraído em direção ao SMBH. Segundo Davis, “é como a água circulando um ralo: o gás viaja cada vez mais rapidamente conforme se aproxima do buraco negro". Esse turbilhão é produto direto da massa do buraco negro, de modo que a velocidade do redemoinho permitiu aos pesquisadores descobrirem quanto pesa o SMBH.
Para o astrônomo, buracos negros supermassivos pequenos podem não ter tido tempo de consumir grandes quantidades de matéria desde seu nascimento. Porém, nem isso esclarece a questão de como eles se formaram: SMBHs geralmente têm bilhões de vezes a massa do nosso Sol, em comparação com a de estrelas pesadas que formam buracos negros comuns ao colapsarem.
“Se existe uma massa mínima para um buraco negro supermassivo, ainda não a encontramos. Hoje, conhecemos duas maneiras principais de como nascem buracos negros supermassivos, e nenhuma delas explica como esse SMBH se formou", disse ao site Live Science o pesquisador da Cardiff University.
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