É hora de encontrar todos os buracos negros que faltam.
Esse é o argumento apresentado por um casal de astrofísicos japoneses, que escreveram um artigo propondo uma nova busca por milhões de "buracos negros isolados" (IBHs) que provavelmente povoam nossa galáxia. Esses buracos negros, perdidos na escuridão, sugam a matéria do meio interestelar - a poeira e outras coisas flutuando entre as estrelas. Mas esse processo é ineficiente e grande parte do assunto é expelida para o espaço em alta velocidade. Como essa vazão interage com o ambiente ao redor, escreveram os pesquisadores, ela deve produzir ondas de rádio que os radiotelescópios humanos podem detectar. E se os astrônomos conseguirem captar essas ondas de todo o ruído existente no resto da galáxia, eles poderão detectar esses buracos negros invisíveis.
"Uma maneira ingênua de observar os IBHs é através da emissão de raios-X", escreveram os pesquisadores em seu artigo, que ainda não foi formalmente revisado por pares e disponibilizado em 1º de julho como pré-impressão no arXiv.
Por que é que? À medida que os buracos negros sugam a matéria do espaço, ela acelera e forma o que é conhecido como disco de acúmulo. A matéria nesse disco se esfrega contra si mesma enquanto gira em direção ao horizonte de eventos - um ponto sem retorno do buraco negro - emitindo raios-X no processo. Mas buracos negros isolados, que são pequenos em comparação com buracos negros supermassivos, não emitem uma grande quantidade de raios-X dessa maneira. Simplesmente não há matéria ou energia suficiente em seus discos de acreção para criar grandes assinaturas de raios-X. E pesquisas anteriores de IBHs usando raios-X não conseguiram produzir resultados conclusivos.
"Essas vazões podem tornar os IBHs detectáveis em outros comprimentos de onda", escreveram os pesquisadores Daichi Tsuna, da Universidade de Tóquio, e Norita Kawanaka, da Universidade de Kyoto. "As saídas podem interagir com a matéria circundante e criar fortes choques sem colisão na interface. Esses choques podem amplificar campos magnéticos e acelerar elétrons, e esses elétrons emitem radiação síncrotron no comprimento de onda do rádio".
Em outras palavras, o fluxo de saída que desliza pelo meio interestelar deve fazer com que os elétrons se movam a velocidades que produzem ondas de rádio.
"Artigo interessante", disse Simon Portegies Zwart, astrofísico da Universidade de Leiden, na Holanda, que não estava envolvido na pesquisa de Tsuna e Kawanaka. Zwart também estudou a questão dos IBHs, também conhecidos como buracos negros de massa intermediária (IMBHs).
"Seria uma ótima maneira de encontrar IMBHs", disse Portegies Zwart à Live Science. "Eu acho que com o LOFAR, essa pesquisa já deve ser possível, mas a sensibilidade pode representar um problema."
Os portadores de IBH, explicou Zwart, são vistos como um "elo perdido" entre os dois tipos de buracos negros que os astrônomos podem detectar: buracos negros de massa estelar que podem ter de dois a possivelmente 100 vezes o tamanho do nosso sol e buracos negros supermassivos, os animais gigantescos que vivem no centro das galáxias e têm centenas de milhares de vezes o tamanho do nosso sol.
Buracos negros de massa estelar são ocasionalmente detectáveis em sistemas binários com estrelas regulares, porque os sistemas binários podem produzir ondas gravitacionais e estrelas companias podem fornecer combustível para grandes explosões de raios-X. E os buracos negros supermassivos têm discos de acúmulo que emitem tanta energia que os astrônomos podem detectar e até fotografá-los.
Mas os IBHs, na faixa intermediária entre esses dois outros tipos, são muito mais difíceis de detectar. Há um punhado de objetos no espaço que os astrônomos suspeitam que sejam IBHs, mas esses resultados são incertos. Mas pesquisas anteriores, incluindo um artigo de 2017 na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society, da qual Portegies Zwart foi co-autor, sugerem que milhões delas poderiam estar escondidas por aí.
Tsuna e Kawanaka escreveram que a melhor perspectiva para uma pesquisa de rádio de IBHs provavelmente envolve o uso do Square Kilometer Array (SKA), um radiotelescópio de várias partes que deve ser construído com seções na África do Sul e na Austrália. Está programado para ter uma área total de coleta de ondas de rádio de 1 quilômetro quadrado (0,39 milhas quadradas). Os pesquisadores estimam que pelo menos 30 IBHs emitem ondas de rádio que o SKA poderá detectar durante sua primeira fase de prova de conceito, programada para 2020. No caminho, eles escreveram, o SKA completo (programado para o meados da década de 2020) deve ser capaz de detectar até 700.
Eles escreveram que a SKA não deveria apenas detectar ondas de rádio desses IBHs, mas também estimar com precisão a distância de muitas delas. Quando chegar a hora, finalmente, todos esses buracos negros desaparecidos devem começar a se esconder.
