Os maiores buracos negros atingem um certo ponto e depois não crescem mais, de acordo com a melhor pesquisa até hoje realizada com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Os cientistas também descobriram muitos buracos negros ocultos que estão bem abaixo do limite de peso.
Esses novos resultados corroboram trabalhos teóricos recentes sobre como crescem os buracos negros e galáxias. Os maiores buracos negros, aqueles com pelo menos 100 milhões de vezes a massa do Sol, comeram vorazmente durante o início do Universo. Quase todos ficaram sem 'comida' bilhões de anos atrás e entraram em uma dieta forçada de fome.
Foco em buracos negros no Chandra Deep Field North Foco em buracos negros no Chandra Deep Field North
Por outro lado, buracos negros entre cerca de 10 e 100 milhões de massas solares seguiram um plano alimentar mais controlado. Porque eles tomaram porções menores de suas refeições de gás e poeira, eles continuam crescendo hoje.
"Nossos dados mostram que alguns buracos negros supermassivos parecem bêbados, enquanto outros preferem pastar", disse Amy Barger, da Universidade de Wisconsin em Madison e da Universidade do Havaí, principal autora do artigo que descreve os resultados na última edição da revista The Astronomical Journal (fevereiro de 2005). "Agora entendemos melhor do que nunca como os buracos negros supermassivos crescem."
Uma revelação é que existe uma forte conexão entre o crescimento de buracos negros e o nascimento de estrelas. Anteriormente, os astrônomos haviam estudado cuidadosamente a taxa de natalidade das estrelas nas galáxias, mas não sabiam muito sobre os buracos negros em seus centros.
"Essas galáxias perdem material em seus buracos negros centrais ao mesmo tempo em que fazem suas estrelas", disse Barger. "Portanto, qualquer mecanismo que governe a formação de estrelas nas galáxias também governa o crescimento de buracos negros".
Os astrônomos fizeram um censo preciso dos maiores buracos negros ativos à distância e dos relativamente menores e mais calmos. Agora, pela primeira vez, os dois foram contados corretamente.
Crescimento dos maiores buracos negros ilustrados Crescimento dos maiores buracos negros ilustrados
"Ao longo do tempo, precisamos ter uma contagem precisa de todos os buracos negros em crescimento, se quisermos entender seus hábitos, por assim dizer", disse o co-autor Richard Mushotzky, do Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland.
Os próprios buracos negros supermassivos são invisíveis, mas o gás aquecido ao seu redor - alguns dos quais eventualmente caem no buraco negro - produz grandes quantidades de radiação nos centros das galáxias à medida que os buracos negros crescem.
Este estudo baseou-se nas imagens de raios-X mais profundas já obtidas, os Campos Profundos Chandra Norte e Sul, além de uma pesquisa de área mais ampla de uma área chamada “Lockman Hole”. As distâncias das fontes de raios-X foram determinadas por acompanhamento espectroscópico óptico no telescópio Keck de 10 metros em Mauna Kea, no Havaí, e mostram que os buracos negros variam de menos de um bilhão a 12 bilhões de anos-luz de distância.
Como os raios X podem penetrar no gás e na poeira que bloqueiam as emissões ópticas e ultravioletas, as imagens de raios X de longa exposição são cruciais para encontrar buracos negros que, de outra forma, passariam despercebidos.
Chandra descobriu que muitos dos buracos negros menores que cerca de 100 milhões de sóis estão enterrados sob grandes quantidades de poeira e gás, o que impede a detecção da luz óptica do material aquecido próximo ao buraco negro. Os raios-X são mais energéticos e são capazes de escavar através dessa poeira e gás. No entanto, o maior dos buracos negros mostra pouco sinal de obscurecimento por poeira ou gás. Em uma forma de autocontrole do peso, ventos fortes gerados pelo frenesi de alimentação do buraco negro podem ter eliminado a poeira e o gás restantes.
Outros aspectos do crescimento do buraco negro foram descobertos. Por exemplo, o tamanho típico das galáxias em formação de buraco negro supermassivo reduz com o tempo cósmico. Esse "downsizing cósmico" foi observado anteriormente para galáxias em formação de estrelas. Esses resultados se conectam bem às observações de galáxias próximas, que descobrem que a massa de um buraco negro supermassivo é proporcional à massa da região central da galáxia hospedeira.
Os outros co-autores do artigo na edição de fevereiro de 2005 do The Astronomical Journal foram Len Cowie, Wei-Hao Wang e Peter Capak (Instituto de Astronomia, Universidade do Havaí), Yuxuan Yang (GSFC e Universidade de Maryland). , College Park) e Aaron Steffan (Universidade de Wisconsin, Madison).
O Marshall Space Flight Center da NASA, Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra da Diretoria de Missões Espaciais da NASA, Washington. Northrop Grumman, de Redondo Beach, Califórnia, anteriormente TRW, Inc., foi o principal contratado para o desenvolvimento do observatório. O Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas e de vôo do Chandra X-ray Center em Cambridge, Massachusetts.
Informações e imagens adicionais estão disponíveis em: http://chandra.harvard.edu e http://chandra.nasa.gov
Fonte original: Chandra News Release
