CHANDRA DESCOBRE MUITOS BURACOS NEGROS EM ANDRÓMEDA
14 de Junho de 2013
Usando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, os astrónomos descobriram um número sem precedentes de buracos negros na Galáxia de Andrómeda, uma das galáxias mais próximas da Via Láctea.
Usando mais de 150 observações do Chandra, distribuídas ao longo de 13 anos, os pesquisadores identificaram 26 candidatos a buraco negro, o maior número até à data numa galáxia para lá da nossa. Muitos consideram Andrómeda uma galáxia-irmã da Via Láctea. As duas vão colidir daqui a vários milhares de milhões de anos.
"Embora estejamos animados por encontrar tantos buracos negros em Andrómeda, nós pensamos que é apenas a ponta do iceberg," afirma Robin Barnard do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA) em Cambridge, no estado americano do Massachusetts, principal autor de um novo artigo que descreve os resultados. "A maioria dos buracos negros não terá companheiros próximos e será invisível para nós."
Os candidatos a buraco negro pertencem à categoria de massa estelar, ou seja, formaram-se nos leitos de morte de estrelas muito massivas e normalmente têm massas entre cinco e dez vezes a do nosso Sol. Os astrónomos podem detectar estes objectos invisíveis à medida que o material é puxado de uma estrela companheira e aquecido para produzir radiação antes de desaparecer no buraco negro.
O primeiro passo para identificar estes buracos negros é ter a certeza de que eram sistemas de massa estelar na própria Galáxia de Andrómeda, em vez de buracos negros supermassivos nos corações de galáxias mais distantes. Para alcançar este objectivo, os investigadores usaram uma nova técnica que se baseia em informações sobre a luminosidade e a variabilidade das fontes de raios-X nos dados do Chandra. Em suma, os sistemas de massa estelar mudam muito mais rapidamente do que os buracos negros supermassivos.
Para classificar os sistemas de Andrómeda como buracos negros, os astrónomos observaram que estas fontes de raios-X tinham características especiais, isto é, que eram mais brilhantes do que um determinado nível elevado de raios-X e tinham também uma cor particular em raios-X. As fontes que contêm estrelas de neutrões, núcleos densos de estrelas mortas, que seriam a explicação alternativa para estas observações, não apresentam estas características simultaneamente. Mas fontes que contêm buracos negros apresentam.
O Observatório de raios-X XMM-Newton da ESA adicionou um suporte crucial para este trabalho ao fornecer espectros de raios-X, a distribuição de raios-X com energia, para alguns dos candidatos a buraco negro. Os espectros dão-nos informações importantes que ajudam a determinar a natureza destes objectos.
"Ao fazer observações durante mais uma dúzia de anos, somos capazes de construir uma versão singularmente única de M31," afirma Michael Garcia, co-autor do artigo, também do CfA. "A exposição resultante, muito longa, permite-nos testar se as fontes individuais são buracos negros ou estrelas de neutrões."
O grupo de pesquisa já tinha previamente identificado nove candidatos a buraco negro dentro da região coberta pelos dados do Chandra, e os resultados actuais aumentam o total para 35. Oito deles estão associados com enxames globulares, antigas concentrações de estrelas distribuídas num padrão esférico em torno do centro da galáxia. Isto também diferencia Andrómeda da Via Láctea, pois os astrónomos ainda têm que encontrar um buraco negro semelhante num dos aglomerados globulares da Via Láctea.
Sete destes candidatos a buraco negro estão até 1000 anos-luz do centro da Galáxia de Andrómeda. Este número é superior ao número de candidatos a buraco negro com propriedades similares localizados perto do centro da nossa própria Galáxia. Isto não constitui uma surpresa para os astrónomos porque o bojo de estrelas no meio de Andrómeda é maior, permitindo a formação de mais buracos negros.
"Quando se trata de encontrar buracos negros na região central de uma galáxia, é de facto um caso onde maior é melhor," afirma o co-autor Stephen Murray, da Universidade Johns Hopkins e do CfA. "No caso de Andrómeda, temos um bojo maior e um buraco negro supermassivo maior do que o da nossa Via Láctea, por isso esperamos encontrar lá também mais buracos negros."
Este novo trabalho confirma as previsões feitas no início da missão do Chandra acerca das propriedades das fontes de raios-X perto do centro de M31. Pesquisas anteriores feitas por Rasmus Voss e Marat Gilfanov do Instituto Max Planck para Astrofísica na Alemanha, usaram o Chandra para mostrar a existência de um número invulgarmente elevado de fontes de raios-X perto do centro de M31. Eles previram que a maioria destas fontes extra de raios-X continham buracos negros que haviam encontrado e capturado estrelas de baixa massa. Esta nova detecção de sete candidatos a buraco negro perto do centro de M31 dá um forte apoio a estas ideias.
"Estamos particularmente excitados por ver tantos candidatos a buraco negro tão perto do centro, porque esperávamos vê-los e procurávamo-los há anos," afirma Barnard.
Estes resultados serão publicados na edição de 20 de Junho da revista The Astrophysical Journal. Muitas das observações de Andrómeda foram feitas no âmbito do programa GTO (Guaranteed Time Observer) do Chandra.
Dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA foram usados para descobrir 26 candidatos a buraco negro na vizinha da Via Láctea, a Galáxia de Andrómeda.
Crédito: raios-X: NASA/CXC/SAO/R. Barnard, Z. Lee et al; Óptico: NOAO/AURA/NSF/Programa REU/B. Schoening, V. Harvey e Fundação Descubre/CAHA/OAUV/DSA/V. Peris
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