Uma nova investigação mostra que o buraco negro supermassivo central da Via Láctea foi formado pela fusão com outro buraco negro há cerca de 9 mil milhões de anos. A descoberta, usando dados do Event Horizon Telescope, ajuda a explicar a rápida rotação e desalinhamento do buraco negro com a galáxia.

A origem dos buracos negros supermassivos – que pesam mais de um milhão de vezes a massa do Sol e se situam nos centros da maioria das galáxias – continua a ser um dos maiores mistérios do Universo.

Agora, investigadores do Centro de Astrofísica UNLV do Nevada (NCfA) encontraram evidências convincentes de que o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea – Sagitário A* (SgrA*) – foi provavelmente formado a partir de uma fusão cósmica passada.

O estudo baseia-se em observações recentes do Event Horizon Telescope (EHT), que capturou a primeira imagem direta de Sagitário A* em 2022, publicada recentemente na revista Nature Astronomy. O EHT é o resultado de uma colaboração de investigação global que sincroniza dados de oito observatórios de radioastronomia existentes em todo o mundo para criar um telescópio virtual gigante do tamanho da Terra.

Esta é a primeira imagem do SgrA*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Esta é a primeira evidência visual direta da existência do buraco negro. Ele foi capturado pelo Event Horizon Telescope (EHT), um conjunto que conecta oito observatórios de rádio existentes na Terra para formar um telescópio virtual do “tamanho da Terra”. O nome do telescópio vem do horizonte de eventos, o limite de um buraco negro do qual nenhuma luz pode escapar. Fonte: Grupo Colaborativo EHT

Os astrofísicos do UNLV, Yihan Wang e Bing Zhang, usaram observações EHT de Sagitário A* para procurar evidências de como ele poderia ter se formado. Pensa-se que os buracos negros supermassivos se formam através de longos períodos de acreção de matéria ou da fusão de dois buracos negros existentes.

A equipe de pesquisa do UNLV estudou vários modelos de crescimento para compreender a peculiar rotação rápida e desalinhamento do SgrA* em relação ao momento angular galáctico. A equipe demonstrou que um grande evento de fusão entre o SgrA* e outro buraco negro supermassivo, possivelmente de uma galáxia satélite, explica melhor estas características incomuns.

"Esta descoberta abre caminho para a nossa compreensão de como os buracos negros supermassivos crescem e evoluem. O elevado desalinhamento do spin do SgrA* sugere que pode ter-se fundido com outro buraco negro, mudando drasticamente a amplitude e a direção do seu spin."

Através de simulações sofisticadas, os investigadores modelaram os efeitos da fusão, tendo em conta vários cenários consistentes com as propriedades de spin observadas do SgrA*. Os resultados mostram que fusões com proporção de massa de 4:1 e configuração orbital altamente inclinada podem reproduzir as propriedades de spin observadas pelo EHT.

"Esta fusão provavelmente ocorreu há cerca de 9 mil milhões de anos, depois da Via Láctea se ter fundido com a galáxia Gaia-Enceladus," disse Zhang, Distinto Professor de Física e Astronomia na UNLV e diretor fundador da NCfA. "Este evento não só fornece evidências para a teoria das fusões de buracos negros em camadas, mas também fornece informações sobre a história dinâmica da Via Láctea."

O SgrA* está localizado no centro da Via Láctea, a mais de 27.000 anos-luz da Terra, e ferramentas de precisão como o EHT podem fornecer imagens diretas para ajudar os cientistas a testar teorias preditivas.

Os pesquisadores dizem que as descobertas do estudo terão um grande impacto nas observações futuras dos próximos detectores de ondas gravitacionais baseados no espaço, como a Antena Espacial de Interferômetro Laser (LISA), que está programada para ser lançada em 2035 e deverá detectar fusões de buracos negros supermassivos semelhantes no universo.

Compilado de/SciTechDaily