Buraco negro “tamanho médio”

[ Adaptado daqui: XMM-Newton discovers a new class of black holes ]
 
Artist's view of intermediate-mass black hole in its host galaxy
Concepção artística do HLX-1 (a estrela azul à esquerda)

 

1 de julho de 2009

Os astrônomos que estudavam os dados colhidos pelo Observatório Espacial XMM-Newton de Raios-X, vindos de uma galáxia distante, toparam com algo há muito tempo procurado: um buraco negro com uma massa superior a 500 mas­sas solares, um “elo perdido” entre os buracos negros de massa estelar – menos maciços – e o buracos negros super-maciços que costumam ficar nos centros das galáxias. Em outras palavras, um buraco negro de “tamanho médio”.

A descoberta que será publicada amanhã na Nature, foi feita por uma equipe inter­­nacional de pesquisadores que trabalham os dados do XMM-Newton, liderada por Sean Farrell do Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements, agora na Universidade de Leicester.

Os astrônomos já conheciam os buracos negros de massa estelar (de cerca de três a cerca de vinte vezes a massa do Sol) e os super-maciços (de vários milhões a vários bilhões de vezes a massa do Sol). O enorme intervalo entre os dois extremos sugeria aos astrônomos a existência de um terceiro tipo de buracos negros, com massas de cem a várias centenas de vezes a do Sol. Porém, até agora, os cientistas não tinham conseguido descobrir um buraco negro que se enquadrasse nessas especificações.

A equipe de Farrell estava analisando dados em arquivo obtidos pelo XMM­Newton, à procura de estrelas de nêutrons e anãs brancas, quando esbarrou em um objeto estranhamente peculiar, observado em 23 de novembro de 2004.

Esse objeto, chamado HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1 = Fonte de Rai­os-X Hiper-Luminosa), fica na periferia da galáxia ESO 243-49, a aproxima­damente 290 milhões de anos-luz da Terra. Caso realmente localizado nessa galáxia distante, o HLX-1 seria altamente luminoso na faixa dos raios-X, com uma luminosidade de pico de 260 milhões de vezes a luminosidade do Sol.

Ao analisar a luz vinda do HLX-1, a equipe descobriu que a assinatura em raios-X era inconsistente com qualquer outro objeto que não fosse um buraco negro que está se alimentando da matéria próxima. A luminosidade medida era fraca demais para que o objeto estivesse dentro de nossa própria galáxia, e a ausência de emissões em luz visível e de rádio-frequência da posição do HLX-1, somada à assinatura em raios-X observada, indica que é pouco provável que seja uma galáxia ao fundo.

“O HLX-1 é muito luminoso na faixa dos raios-X; seu pico de luminosidade é de 260 milhões de vezes a luminosidade do Sol”.

Isso tudo quer dizar que a fonte de emissão dos raios-X deve estar dentro da ESO 243-49. Sua localização é muito distante do centro galático para que seja um buraco negro super-maciço e ele é muito brilhante para ser um buraco negro de massa estelar que esteja se alimentando no ritmo mais frenético.

Para se assegurar de que essa coisa era mesmo um único objeto astronômico e não um aglomerado de fontes mais tênues que brilhavam intensamente em conjunto, a equipe usou novamente o XMM-Newton para observá-lo em 28 de novembro de 2008.

Comparando os dados das duas observações, descobriu-se que a assinatura em raios-X variava significativamente no tempo, o que levou à conclusão de que se tratava de um único objeto. E a única explicação possível para sua intensa lumi­nosidade é que se tratava mesmo de um buraco negro maior do que 500 massas solares – nenhuma outra explicação física cabia nos dados das obsevações.

Todos os outros candidatos a buracos negros de massa intermediária desco­bertos até agora, poderiam ser explicados por outras teorias, porém este resistiu à peneira por sem mais brilhante do que todos os candidatos anteriores em mais de 10 vezes. A equipe tinha encontrado a melhor detecção de buracos negros de massa intermediária até hoje.

Embora seja já sabido que buracos negros de massas estelares sejam os rema­nescentes de estrelas enormes, não se sabe ao certo como se formam os buracos negros super-maciços. Uma das possibilidades é que eles sejam gerados pela fusão de buracos negros de massa intermediária, mas, para se provar essa teoria, era necessário provar, antes de mais nada, a existência de buracos negros de massa intermediária. Daí a importância da descoberta.

A equipe planeja agora fazer novas observações do HLX-1 nas faixas de raios-X, ultravioleta, luz visível, infravermelho e rádio-frequência no futuro próximo, a fim de compreender melhor esse objeto sem par e o ambiente que o circunda.


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