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Ao estudar um par próximo de galáxias em fusão usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – um observatório internacional cooperado pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO) da National Science Foundation dos EUA – os cientistas descobriram dois buracos negros supermassivos crescendo simultaneamente perto do centro da galáxia recém-coalescente. Esses gigantes famintos são os mais próximos que os cientistas já observaram em vários comprimentos de onda. Além do mais, a nova pesquisa revela que os buracos negros binários e as fusões de galáxias que os criam podem ser surpreendentemente comuns no Universo. Os resultados da nova pesquisa foram publicados hoje na As cartas do jornal astrofísicoe apresentado em uma coletiva de imprensa na 241ª reunião da American Astronomical Society (AAS) em Seattle, Washington.
A apenas 500 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Câncer, o UGC4211 é um candidato ideal para estudar os estágios finais das fusões de galáxias, que ocorrem com mais frequência no distante Universo e, como resultado, pode ser difícil de observar. Quando os cientistas usaram os receptores altamente sensíveis de 1,3 mm do ALMA para observar profundamente os núcleos galácticos ativos da fusão – áreas compactas e altamente luminosas em galáxias causadas pelo acúmulo de matéria ao redor de buracos negros centrais – eles encontraram não um, mas dois buracos negros. vorazmente devorando os subprodutos da fusão. Surpreendentemente, eles estavam jantando lado a lado com apenas 750 anos-luz entre eles.
“Simulações sugeriram que a maioria da população de binários de buracos negros em galáxias próximas seria inativa porque eles são mais comuns, não dois buracos negros em crescimento como os que encontramos”, disse Michael Koss, pesquisador sênior da Eureka Scientific e principal autor de a nova pesquisa.
Koss acrescentou que o uso do ALMA foi um divisor de águas e que encontrar dois buracos negros tão próximos no Universo próximo poderia abrir caminho para estudos adicionais do fenômeno emocionante. “O ALMA é único porque consegue ver através de grandes colunas de gás e poeira e atingir uma resolução espacial muito elevada para ver coisas muito próximas umas das outras. O nosso estudo identificou um dos pares de buracos negros mais próximos numa fusão galáctica, e porque sabemos que as fusões de galáxias são muito mais comuns no Universo distante, esses binários de buracos negros também podem ser muito mais comuns do que se pensava anteriormente.”
Se pares de buracos negros binários próximos forem realmente comuns, como Koss e a equipe postulam, pode haver implicações significativas para futuras detecções de ondas gravitacionais.
Ezequiel Treister, astrônomo da Universidad Católica de Chile e co-autor da pesquisa, disse: “Pode haver muitos pares de buracos negros supermassivos crescentes nos centros das galáxias que não conseguimos identificar até agora. Se isso for Nesse caso, em um futuro próximo estaremos observando frequentes eventos de ondas gravitacionais causados pelas fusões desses objetos em todo o Universo.”
Emparelhar os dados do ALMA com observações de vários comprimentos de onda de outros telescópios poderosos como o Chandra, o Hubble, o Very Large Telescope do ESO e o Keck adicionou pequenos detalhes a uma história já cativante. “Cada comprimento de onda conta uma parte diferente da história. Enquanto imagens ópticas terrestres nos mostraram toda a fusão da galáxia, o Hubble nos mostrou as regiões nucleares em altas resoluções. Observações de raios X revelaram que havia pelo menos um núcleo galáctico ativo na sistema”, disse Treister. “E o ALMA mostrou-nos a localização exacta destes dois buracos negros supermassivos em crescimento. Todos estes dados juntos deram-nos uma imagem mais clara de como galáxias como a nossa se tornaram do jeito que são e do que se tornarão. no futuro.”
Até agora, os cientistas estudaram principalmente apenas os estágios iniciais das fusões de galáxias. A nova pesquisa pode ter um impacto profundo em nossa compreensão da própria fusão iminente da Via Láctea com a vizinha Galáxia de Andrômeda. Koss disse: “A colisão Via Láctea-Andrômeda está em seus estágios iniciais e está prevista para ocorrer em cerca de 4,5 bilhões de anos. O que acabamos de estudar é uma fonte no estágio final de colisão, então o que estamos vendo pressagia essa fusão e também nos dá uma visão sobre a conexão entre os buracos negros que se fundem e crescem e eventualmente produzem ondas gravitacionais.”
“Esta descoberta fascinante mostra o poder do ALMA e como a astronomia de vários comprimentos de onda pode gerar resultados importantes que expandem nossa compreensão do universo, incluindo buracos negros, núcleos galácticos ativos, evolução galáctica e muito mais”, disse Joe Pesce, diretor do programa NSF para o Observatório Nacional de Radioastronomia. “Com o advento dos detectores de ondas gravitacionais, temos a oportunidade de expandir ainda mais nossos poderes observacionais combinando todos esses recursos. Não acho que haja realmente um limite para o que podemos aprender.”
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