Traduzido por Julio Batista
Original de Lisa Grossman para a Science News Magazine
Um raio de luz que se estende de uma galáxia remota pode ser o primeiro sinal claro de um gigantesco buraco negro fugitivo, relatou um novo estudo. O suposto buraco negro, fugindo de sua galáxia hospedeira, parece estar deixando um rastro de estrelas recém-nascidas e gás eletricamente carregado. Se confirmada, a fuga intergaláctica pode ajudar os astrônomos a aprender mais sobre o que acontece com os buracos negros quando as galáxias colidem.
“É uma descoberta oportuna e muito legal”, disse a astrônoma Charlotte Angus, da Universidade de Copenhague, que não participou do novo trabalho. “A possibilidade de que isso se deva a um buraco negro supermassivo que foi ejetado de sua galáxia é muito empolgante. Esses eventos foram previstos pela teoria, mas até agora, havia pouca evidência para eles”.
Enquanto procuravam galáxias anãs em colisão com o Telescópio Espacial Hubble, o astrônomo Pieter van Dokkum e seus colegas avistaram algo peculiar: uma linha longa e reta que parecia se estender de uma galáxia distante, ficando mais estreita e brilhante à medida que avançava.
“Seja o que for, nunca vimos isso antes”, disse van Dokkum, da Universidade de Yale. “A maioria dos objetos astronômicos tem a forma de uma espiral ou bolha. Não há muitos objetos que são apenas uma linha no céu.” Quando os astrônomos veem linhas, elas geralmente vêm de algo em movimento, como um satélite cruzando o campo de visão do telescópio.
Para descobrir o que era, van Dokkum e seus colegas fizeram observações de acompanhamento com o Observatório Keck no Havaí. Essas observações mostraram que a faixa estava associada a uma galáxia cuja luz levou cerca de 8 bilhões de anos – mais da metade da idade do Universo – para chegar à Terra, relatou a equipe em um paper enviado em 9 de fevereiro ao arXiv.org. A medição da distância permitiu que a equipe calculasse o comprimento da linha: aproximadamente 200.000 anos-luz.
Isso certamente descartou um satélite.
“Consideramos várias explicações, e a que melhor se encaixa é o que estamos testemunhando é um objeto massivo, como um buraco negro, movendo-se muito rapidamente para longe da galáxia”, disse van Dokkum.
(Créditos: P. van Dokkum et. al./ ArXiv.org, 2023)
Buracos negros por conta própria são invisíveis. Mas “se um buraco negro deixa uma galáxia, ele não sai sozinho”, disse van Dokkum. Algumas das estrelas e gases que estavam ligados gravitacionalmente ao buraco negro partem com ele. Esse gás emitirá forte radiação que os telescópios podem detectar. O caminho do buraco negro através do gás e da poeira nas regiões externas da galáxia também pode comprimir parte desse gás em novas estrelas, que também seriam visíveis.
Outra possibilidade é que a linha seja um jato de radiação lançado pelo buraco negro supermassivo central da galáxia. Mas esse cenário provavelmente levaria a um feixe que é estreito quando está perto da galáxia e se alarga à medida que se afasta. Esta raia faz o oposto.
Se for um buraco negro, pode ter sido ejetado do centro da galáxia ao interagir com um ou dois outros buracos negros próximos. Quase toda galáxia tem um buraco negro supermassivo em seu centro. Quando as galáxias se fundem, seus buracos negros centrais também eventualmente se fundem. Se as condições forem adequadas, essa fusão pode expulsar o buraco negro resultante, fazendo-o voar em alta velocidade.
Alternativamente, o buraco negro poderia ter sido cuspido de uma colisão entre três galáxias. Quando uma terceira galáxia se junta a uma fusão em andamento, três buracos negros supermassivos disputam uma posição. Um buraco negro pode ser lançado para fora da colisão galáctica, enquanto os outros dois decolam mais lentamente na outra direção.
Isso é o que van Dokkum acha que aconteceu neste caso. Há sinais de uma faixa mais curta e mais escura indo na direção oposta da linha reta brilhante.
Mais observações deste sistema, talvez com o Telescópio Espacial James Webb, são necessárias para confirmar que é realmente um buraco negro supermassivo ejetado, disse Angus. Cálculos mais teóricos de como um buraco negro supermassivo deveria parecer também ajudariam.
A descoberta motiva Angus a pesquisar dados arquivados em busca de mais faixas potenciais de buracos negros. “Eu me pergunto se há mais dessas características por aí, no meio dos dados de alguém que podem ter sido perdidos”, disse ela.
Van Dokkum pensa o mesmo. “Agora que sabemos o que procurar, essas linhas muito finas, faz sentido voltar aos dados do Hubble. Temos 25 anos de imagens do Hubble que não foram pesquisadas com esse propósito”, afirmou. “Se houver mais a serem encontrados, acho que podemos fazer isso.”
