Astrônomos da Universidade do Texas no Observatório McDonald de Austin descobriram um buraco negro incomumente massivo no coração de uma das galáxias satélite anãs da Via Láctea , chamada Leão I. Quase tão massivo quanto o buraco negro em nossa própria galáxia, a descoberta poderia redefinir nossa compreensão de como todas as galáxias – os blocos de construção do universo – evoluem. O trabalho foi publicado em uma edição recente do The Astrophysical Journal.
A equipe decidiu estudar Leão I por causa de sua peculiaridade. Ao contrário da maioria das galáxias anãs orbitando a Via Láctea, Leão I não contém muita matéria escura. Os pesquisadores mediram o perfil da matéria escura de Leão I – isto é, como a densidade da matéria escura muda desde as bordas externas da galáxia até o centro. Eles fizeram isso medindo sua atração gravitacional nas estrelas: quanto mais rápido as estrelas se movem, mais matéria é encerrada em suas órbitas. Em particular, a equipe queria saber se a densidade da matéria escura aumenta em direção ao centro da galáxia. Eles também queriam saber se a medição de seu perfil seria compatível com as anteriores feitas usando dados de telescópios mais antigos combinados com modelos de computador.
Liderada pela recente doutoranda da UT Austin, María José Bustamante, a equipe inclui os astrônomos da UT Eva Noyola, Karl Gebhardt e Greg Zeimann, bem como colegas do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) da Alemanha.
Para suas observações, eles usaram um instrumento único chamado VIRUS-W no telescópio Harlan J. Smith de 2,7 metros do McDonald Observatory.
Quando a equipe alimentou seus dados aprimorados e modelos sofisticados em um supercomputador no Texas Advanced Computing Center da UT Austin, eles obtiveram um resultado surpreendente.
“As modelos estão gritando que você precisa de um buraco negro no centro; você realmente não precisa de muita matéria escura”, disse Gebhardt. “Você tem uma galáxia muito pequena que está caindo na Via Láctea, e seu buraco negro é quase tão massivo quanto o da Via Láctea. A relação de massa é absolutamente enorme. A Via Láctea é dominante; o buraco negro Leão I é quase comparável.” O resultado é sem precedentes.
Os pesquisadores disseram que o resultado foi diferente dos estudos anteriores de Leo I devido a uma combinação de melhores dados e as simulações do supercomputador. A região central e densa da galáxia era praticamente inexplorada em estudos anteriores, que se concentraram nas velocidades de estrelas individuais. O estudo atual mostrou que para aquelas poucas velocidades que foram tomadas no passado, havia uma tendência para velocidades baixas. Isso, por sua vez, diminuiu a quantidade inferida de matéria encerrada em suas órbitas.
Os novos dados estão concentrados na região central e não são afetados por esse viés. A quantidade de matéria inferida encerrada nas órbitas das estrelas disparou.
A descoberta pode abalar a compreensão dos astrônomos sobre a evolução das galáxias, já que “não há explicação para esse tipo de buraco negro em galáxias esferoidais anãs”, disse Bustamante.
O resultado é tanto mais importante quanto os astrônomos usaram galáxias como Leão I, chamadas de “galáxias esferoidais anãs”, por 20 anos para entender como a matéria escura é distribuída dentro das galáxias, acrescentou Gebhardt. Este novo tipo de fusão de buracos negros também dá aos observatórios de ondas gravitacionais um novo sinal a ser pesquisado.
“Se a massa do buraco negro de Leão I for alta, isso pode explicar como os buracos negros crescem em galáxias massivas”, disse Gebhardt. Isso porque, com o tempo, conforme pequenas galáxias como Leão I caem em galáxias maiores, o buraco negro da galáxia menor se funde com o da galáxia maior, aumentando sua massa.
Construído por uma equipe da MPE na Alemanha, o VIRUS-W é o único instrumento no mundo agora que pode fazer esse tipo de estudo de perfil de matéria escura. Noyola apontou que muitas galáxias anãs do hemisfério sul são bons alvos para isso, mas nenhum telescópio do hemisfério sul está equipado para isso. No entanto, o Telescópio Gigante de Magalhães ( GMT ) agora em construção no Chile foi, em parte, projetado para este tipo de trabalho. A UT Austin é sócia fundadora da GMT.
Fonte:
https://scitechdaily.com/strangely-massive-black-hole-discovered-in-milky-way-satellite-galaxy/
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