Dois telescópios avistaram o par mais próximo de buracos negros supermassivos conhecido pelos cientistas até o momento. O par, separados por apenas 300 anos-luz, foi observado em diferentes comprimentos de onda de luz usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble.

Embora os buracos negros sejam invisíveis no vazio escuro do espaço, estes dois brilham intensamente à medida que o gás e a poeira de que se alimentam são acelerados e aquecidos a altas temperaturas. Ambos os objetos celestes, que circulam um em torno do outro, são conhecidos como núcleos galácticos ativos.

Os núcleos galácticos ativos são buracos negros supermassivos que liberam jatos brilhantes de material e ventos fortes que podem moldar as próprias galáxias onde são encontrados.

O par de buracos negros é o par mais próximo encontrado na luz visível e nos raios X. Embora outros pares de buracos negros já tenham sido observados antes, eles geralmente estão muito mais distantes. Os astrônomos descobriram esses buracos negros dançando um em torno do outro no centro de um par de galáxias em colisão chamadas MCG-03-34-64, a 800 milhões de anos-luz de distância.

Os astrónomos encontraram buracos negros por acaso quando as observações do Hubble revelaram três picos brilhantes de luz dentro do gás luminoso de uma galáxia. Eles publicaram sua descoberta nesta segunda-feira (9) no The Astrophysical Journal.

“Não esperávamos ver algo assim”, disse a principal autora do estudo, a brasileira Anna Trindade Falcão, pesquisadora de pós-doutorado no Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, em comunicado. “Esta visão não é uma ocorrência comum no universo próximo e avisou-nos que há algo mais acontecendo na galáxia.”

Ampliando as brilhantes luzes cósmicas

A equipe ficou intrigada quando o Hubble capturou três picos de difração óptica em uma região concentrada da galáxia MCG-03-34-64. Picos de difração aparecem quando a luz de uma pequena região cósmica se curva ao redor do espelho dentro dos telescópios.

As observações do Hubble foram feitas em luz óptica, que é visível ao olho humano, mas os astrónomos não tinham a certeza do que estavam a ver. A equipe de Falcão deu uma nova olhada na região galáctica com o Observatório de Raios-X Chandra.

Quando os cientistas observaram a galáxia usando o Chandra, conseguiram localizar duas poderosas fontes de luz de raios X que correspondiam às fontes de luz óptica detectadas pelo Hubble, disse Falcão. “Juntámos estas peças e concluímos que provavelmente estávamos a olhar para dois buracos negros supermassivos muito próximos.”

A equipe também consultou dados de arquivo de observação de ondas de rádio coletados pelo Karl G. Jansky Very Large Array de radiotelescópios perto de Socorro, Novo México. O par de buracos negros também foi descoberto liberando ondas de rádio energéticas.

“Quando vemos luz brilhante em comprimentos de onda ópticos, de raios X e de rádio, muitas coisas podem ser descartadas, deixando a conclusão de que só podem ser explicadas como buracos negros próximos. Quando você junta todas as peças, você tem a imagem da dupla [de núcleos galácticos ativos]”, disse Falcão.

Enquanto isso, o terceiro pico de difração observado pelo Hubble tem origem desconhecida e a equipe precisa de mais dados para entender o que poderia ser. A fonte de luz pode vir de um gás que foi atingido por uma liberação energética de material de um dos buracos negros.

“Não seríamos capazes de ver todas estas complexidades sem a incrível resolução do Hubble”, disse Falcão.

Os astrónomos observaram pares de buracos negros mais próximos do que estes dois usando radiotelescópios, mas estes pares não foram observados noutros comprimentos de onda de luz.

Ambos os buracos negros supermassivos já serviram como centros de suas respectivas galáxias, mas uma fusão galáctica aproximou os dois objetos muito mais. Eventualmente, a sua próxima espiral resultará numa fusão daqui a cerca de 100 milhões de anos, de acordo com a NASA, causando uma libertação energética de ondas gravitacionais, ou ondulações na estrutura do espaço e do tempo.

Estas ondas gravitacionais criadas pelas colisões de buracos negros supermassivos poderão ser detectadas no futuro pela LISA, a missão Laser Interferometer Space Antenna liderada pela Agência Espacial Europeia, com lançamento previsto para meados da década de 2030.

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