Incrível! Encontram buraco negro supermassivo fugindo de sua galáxia

Pesquisadores observam uma galáxia anã que possui um buraco negro de 20 milhões de massas solares que está fugindo de seu centro. Isso pode nos ajudar explicar como buracos negros podem ser retirados de galáxias.

buraco negro fugindo de galaxia
Astrônomos encontraram um buraco negro supermassivo que esta fugindo do centro da sua galáxia hospedeira. Foto: Universidade Keio

Todas galáxias possuem um buraco negro supermassivo no seu centro. Há indícios que o buraco negro central possa afetar propriedades de suas galáxias hospedeiras, como a taxa de formação de estrelas.

Entender a relação entre os buracos negros e as galáxias que os hospedam ainda é uma pergunta em aberto na Astronomia.

A própria Via Láctea possui um buraco negro supermassivo em seu centro, o Sgr A*, de cerca de 4 milhões de massas solares. A primeira foto do Sgr A* foi publicada pela colaboração Event Horizon Telescope em maio de 2022.

Imagem do buraco negro do centro da Via Láctea
Primeira fotografia do buraco negro do centro da Via Lácte, o Sgr A*. É um buraco negro supermassivo do tipo que habita o centro de galáxias. Crédito: Event Horizon Telescope

Em 2019, o buraco negro supermassivo da galáxia M87 também teve sua foto divulgada pela mesma colaboração.

Encontrar galáxias sem buracos negros centrais é raro porém uma descoberta recente pode nos levar a entender como isso pode acontecer. Observações da galáxia RCP 28 mostraram algo surpreendente: um buraco negro supermassivo fugindo do centro dessa galáxia.

Buracos Negros Supermassivos

Podemos separar buracos negros em relação à sua massa. Buracos negros com massas entre 3 até 100 massas solares são chamados buracos negros estelares. Esse tipo são objetos que foram formados após a morte de estrelas massivas e é esperado que tenha milhões deles espalhados em cada galáxia.

Os buracos negros supermassivos são objetos que possuem massas acima de 10 mil massas solares. Há uma correlação entre o tamanho desses buracos negros centrais com propriedades da galáxia que ele habita.

Buracos negros supermassivos são encontrados no centro de galáxias, inclusive no centro da Via Láctea.

A própria formação da galáxia pode ter relação com a formação do buraco negro central e entender essa relação é um dos objetivos do telescópio James Webb.

Uma Galáxia com um Buraco Negro Fugitivo

Um grupo de pesquisadores da Universidade de Yale estava estudando a galáxia anã RCP 28. Essa galáxia está a cerca de 7.5 bilhões de anos-luz de nós. O grupo observou que a galáxia possuía um rastro brilhante e incomum, ao estudar esse rastro perceberam que era uma trilha de estrelas jovens e recém formadas.

Um rastro de estrelas saindo do centro da galáxia.
O rastro no centro da imagem mostra um trajeto de alta formação estelar. Os pesquisadores do artigo publicado no Astrophysical Journal propõem que esse rastro foi causado por um buraco negro supermassivo que está fugindo do centro da galáxia RCP 28. Crédito: van Dokkum et al.

O formato desse rastro chamou atenção do grupo que focou em explicar o que estava causando essa formação de estrelas. E a resposta que encontraram foi um buraco negro supermassivo que estava fugindo do centro dessa galáxia.

Buracos Negros e a Taxa de Formação Estelar

Quando pensamos em buracos negros logo pensamos em objetos que se alimentam de tudo ao redor, deixando um rastro de nada. Então, como um rastro de estrelas recém formadas pode significar a trajetória de um buraco negro supermassivo?

A resposta é o campo gravitacional do buraco negro. Quando ele passa, ele acaba atraindo gás da região até ele como se fosse um ímã. Mas quando a matéria chega até onde ele atraiu, o buraco negro já passou e a matéria então colapsa formando estrelas.

A influência gravitacional do buraco negro acaba deixando um rastro de formação de estrelas atrás dele conforme ele está em sua missão de escapar da galáxia.

Como o Buraco Negro foi Expulso da sua Galáxia?

Depois de concluírem que a imagem era uma evidência de um buraco negro fugitivo, o grupo de Yale precisou encontrar modelos que poderiam explicar como isso aconteceu. O que poderia ser tão massivo a ponto de retirar um buraco negro de sua galáxia? Outro buraco negro supermassivo.

Esquema de como formou o buraco negro fugitivo
O esquema proposto por van Dokkum et al. mostra que dois buracos negros supermassivos estavam em uma binária quando um outro buraco negro supermassivo foi atraído. A influência do terceiro buraco negro acabou retirando um dos buracos negros do par inicial fazendo-o ser expulso da própria galáxia. Crédito: van Dokkum et al.

A proposta é que o buraco negro estava em uma binária de buracos negros supermassivos quando um terceiro buraco negro chegou. A influência gravitacional desse terceiro buraco negro acabou expulsando um dos buracos negros da binária.

Um rastro em sentido oposto foi encontrado trazendo evidências para essa proposta.