[Astronovas] BURACO NEGRO EM BUSCA DE UMA CASA

[astronovas at oal.ul.pt]

BURACO NEGRO EM BUSCA DE UMA CASA

Um grande estudo de quasares realizado com o auxílio do telescópio espacial 
Hubble e do VLT, resultou na primeira descoberta convincente de um buraco 
negro de massa muito elevada desprovido de uma galáxia anfitriã. O facto da 
galáxia anfitriã poder ser constituida quase exclusivamente por matéria 
negra, poderá ser uma resposta intrigante para este caso.

Com o auxílio de dois dos instrumentos astronómicos mais potentes, uma 
equipa de astrónomos europeus anunciaram a descoberta de um 
quasar brilhante desprovido de uma galáxia anfitriã de grande massa. Os 
quasares são fontes poderosas, tipicamente muito distantes, de quantidades 
enormes de radiação. Estes objectos estão normalmente associados a galáxias 
contendo um buraco negro central e activo.

Para ver uma imagem do quasar HE0450-2958, consulte:
http://www.oal.ul.pt/astronovas/galaxias/buraconegro.jpg

À esquerda podemos observar a imagem do quasar HE0450-2958, desprovido de 
galáxia anfitriã, enquanto que à direita temos a imagem de um quasar com a 
sua galáxia anfitriã.

A equipa realizou um estudo detalhado de 20 quasares relativamente próximos. 
Em 19 deles foi descoberto, como esperado, uma galáxia anfitriã em torno
de um buraco negro de grande massa.  Mas quando estudaram o quasar
HE0450-2958, localizado à distância de aproximadamente 5 mil milhões de
anos-luz, os astrónomos não foram capazes de encontrar evidências de uma 
galáxia anfitriã.  Isto poderá indicar um caso raro de uma colisão entre 
uma galáxia espiral aparentemente normal e um objecto exótico abrigando 
um buraco negro de grande massa.

Com massas que podem atingir centenas de milhões de massas solares, os 
buracos negros de massa muito elevada são geralmente encontrados no centro 
das galáxias de maior massa, incluindo a Via Láctea. Por vezes, estes buracos 
negros manifestam-se ao "devorarem" matéria do meio que o envolve, que 
"engolem" gravitacionalmente. Os mais bem alimentados destes objectos 
brilham como quasares (o nome quasar provem de objecto quase-estelar, visto 
que estes eram inicialmente confundidos com estrelas).

As observações realizadas nos ultimos dez anos, mostraram que os quasares 
estão normalmente associados a galáxias anfitriãs de massa elevada. No 
entanto, observar a galáxia anfitriã de um quasar é um desafio, pois o 
brilho deste excede o da galáxia anfitriã, encobrindo completamente a 
principal estrutura da mesma.

De forma a ultrapassar este problema, os astrónomos planearam uma nova 
estratégia altamente eficiente. Combinando as imagens ultra-nítidas do 
Hubble e a espectroscopia do VLT, foi observada a amostra de 20 quasares ao 
mesmo tempo que se observava uma estrela de referência. Esta estrela serviu 
de fonte de luz de referência que foi usada para separar a luz pontual 
do quasar de qualquer outra luz proveniente de uma galáxia subjacente.

Apesar destas técnicas inovadoras, não foi observada nenhuma galáxia em 
torno do HE0450-2958. Isto mostra que se alguma galáxia anfitriã existir, 
terá de ser no mínimo seis vezes mais débil que as galáxias anfitriãs 
típicas, ou possuir um raio menor que aproximadamente 300 anos-luz, ou seja, 
20 a 170 vezes menor que uma galáxia anfitriã típica (que geralmente possuem 
raios que variam entre os 6000 e os 50000 anos-luz).

Os astrónomos estão confiantes que com a combinação poderosa do Hubble e 
VLT, teriam sido capazes de detectar uma galáxia anfitriã normal. Como tal 
não aconteceu, concluem que, contráriamente às suas expectativas, o quasar 
não se encontra rodeado por uma galáxia de massa elevada.

No entanto, foi detectada uma pequena nuvem de gás muito interessante, próxima 
do quasar, com aproximadamente 2500 anos-luz de largura, que foi designada 
por "bolha". Observações realizadas com o VLT mostram que esta nuvem brilha 
devido ao facto de estar "banhada" na intensa radiação proveniente do 
quasar, e não devido à radiação proveniente das estrelas no interior da 
nuvem. Muito provavelmente, é esta nuvem que alimenta o buraco negro, logo, 
permitindo que este se torne um quasar.

Numa imagem do Hubble, uma galáxia mostrando todos os sinais de uma colisão 
recente é observada próxima do quasar. As observações do VLT mostram que 
esta se encontra a formar estrelas a um ritmo frenético. A ausência de uma 
galáxia anfitriã de grande massa, combinada com a existência da "bolha" e da 
galáxia com estrelas a formarem-se, levou os cientistas a acreditar que 
revelaram um quasar realmente exótico.
Existem poucas dúvidas de que o aumento da formação de estrelas na galáxia 
companheira do quasar, e o próprio quasar, foram originados por uma colisão 
que terá ocorrido há cerca de 100 milhões de anos. O que terá acontecido à 
suposta anfitriã do quasar permanece um mistério.

Os astrónomos propuseram várias explicações possíveis para o caso desafiador 
deste quasar. Terá a galáxia anfitriã sido completamente desfeita em 
resultado da colisão? É dificil imaginar como isto poderia ter ocorrido. 
Terá um buraco negro isolado capturado gás enquanto atravessava o disco de 
uma galáxia espiral? Isto teria requerido condições muito especiais e 
provavelmente não teria causado um distúrbio tão grande na galáxia vizinha, 
tal como o que é observado.

Outra hipótese intrigante é a de a galáxia que abriga o buraco negro ser 
constituída, quase na sua totalidade, por matéria negra. O que é observado 
poderá ser uma fase normal na formação de uma galáxia de massa elevada, que 
neste caso ocorreu vários milhares de milhões de anos mais tarde que na 
maioria dos casos.