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As origens dos buracos negros supermassivos, apropriadamente chamados, — que podem pesar mais de um milhão de vezes a massa do Sol e residem no centro da maioria das galáxias — continuam sendo um dos grandes mistérios do cosmos.
Agora, pesquisadores do Centro de Astrofísica de Nevada da UNLV (NCfA) descobriram evidências convincentes sugerindo que o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, conhecido como Sagitário A* (Sgr A*), é provavelmente o resultado de uma fusão cósmica passada.
O estudo, publicado em 6 de setembro na revista Astronomia da Naturezabaseia-se em observações recentes do Event Horizon Telescope (EHT), que capturou a primeira imagem direta de Sgr A* em 2022. O EHT, resultado de uma colaboração global de pesquisa, sincroniza dados de oito observatórios de rádio existentes em todo o mundo para criar um enorme telescópio virtual do tamanho da Terra.
Os astrofísicos da UNLV Yihan Wang e Bing Zhang utilizaram os dados da observação EHT de Sgr A* para procurar evidências de como ele pode ter se formado. Acredita-se que buracos negros supermassivos cresçam pela acreção de matéria ao longo do tempo ou pela fusão de dois buracos negros existentes.
A equipe da UNLV investigou vários modelos de crescimento para entender o giro rápido peculiar e o desalinhamento de Sgr A* em relação ao momento angular da Via Láctea. A equipe demonstrou que essas características incomuns são melhor explicadas por um grande evento de fusão envolvendo Sgr A* e outro buraco negro supermassivo, provavelmente de uma galáxia satélite.
“Esta descoberta abre caminho para nossa compreensão de como buracos negros supermassivos crescem e evoluem”, disse Wang, o principal autor do estudo e um bolsista de pós-doutorado do NCfA na UNLV. “O spin alto desalinhado de Sgr A* indica que ele pode ter se fundido com outro buraco negro, alterando dramaticamente sua amplitude e orientação de spin.”
Usando simulações sofisticadas, os pesquisadores modelaram o impacto de uma fusão, considerando vários cenários que se alinham com as propriedades de spin observadas de Sgr A*. Seus resultados indicam que uma fusão de razão de massa 4:1 com uma configuração orbital altamente inclinada poderia reproduzir as propriedades de spin observadas pelo EHT.
“Essa fusão provavelmente ocorreu há cerca de 9 bilhões de anos, após a fusão da Via Láctea com a galáxia Gaia-Enceladus”, disse Zhang, um distinto professor de física e astronomia na UNLV e diretor fundador do NCfA. “Este evento não apenas fornece evidências da teoria da fusão hierárquica de buracos negros, mas também fornece insights sobre a história dinâmica da nossa galáxia.”
Sgr A* fica no centro da galáxia, a mais de 27.000 anos-luz de distância da Terra, e ferramentas sofisticadas como o EHT fornecem imagens diretas que ajudam os cientistas a testar teorias preditivas.
Os pesquisadores dizem que as descobertas do estudo terão implicações significativas para observações futuras com os próximos detectores de ondas gravitacionais espaciais, como a Antena Espacial de Interferômetro Laser (LISA), cujo lançamento está previsto para 2035 e deve detectar fusões semelhantes de buracos negros supermassivos em todo o universo.
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