Uma equipa de astrónomos, liderada pelo Dr. James Nightingale do Departamento de Física da Universidade de Durham, descobriu um dos maiores buracos negros jamais encontrados, tirando partido de um fenómeno chamado lente gravitacional.

A gravidade curva a luz

As lentes gravitacionais - onde uma galáxia em primeiro plano curva a luz de um objeto mais distante e a amplia - e as simulações de supercomputador nas instalações DiRAC (Distributed Research Utilising Advanced Computing) HPC (High Performance Computing) permitiram à equipa examinar de perto como a luz é "dobrada" por um buraco negro no interior de uma galáxia a centenas de milhões de anos-luz da Terra.

A equipa simulou luz que viajava pelo Universo centenas de milhares de vezes, com cada simulação a incluir um buraco negro de massa diferente, mudando a viagem da luz à Terra.

30 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol

Quando os investigadores incluíram um buraco negro ultramassivo numa das suas simulações, o percurso tomado pela luz da galáxia distante, até chegar à Terra, coincidiu com o percurso visto em imagens reais captadas pelo Telescópio Espacial Hubble.

O que a equipa encontrou foi um buraco negro ultramassivo, um objeto com mais de 30 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol, na galáxia em primeiro plano - uma escala raramente vista pelos astrónomos.

Este é o primeiro buraco negro encontrado usando lentes gravitacionais e as descobertas foram publicadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Imagem, pelo instrumento MUSE do VLT, da galáxia Abell 1201 BCG, mostrando claramente a galáxia que sofre efeito de lente gravitacional. Crédito: Smith et al., MNRAS, 2017

Olhando para trás no tempo cósmico

A maioria dos maiores buracos negros que conhecemos estão num estado ativo, onde a matéria que é puxada para perto do buraco negro aquece e liberta energia sob a forma de luz, raios-X e outros tipos de radiação.

A lente gravitacional torna possível o estudo de buracos negros inativos, algo atualmente não possível em galáxias distantes. Esta abordagem poderia permitir aos astrónomos descobrir muitos mais buracos negros inativos e ultramassivos do que se pensava anteriormente e investigar como ficaram tão grandes.

A história desta descoberta em particular começou em 2004 quando o astrónomo da Universidade de Durham, o professor Alastair Edge, notou um arco gigante de uma lente gravitacional ao rever imagens de um levantamento de galáxias.

Avançando rapidamente 19 anos com a ajuda de algumas imagens de altíssima resolução pelo Telescópio Hubble da NASA e das instalações do supercomputador DiRAC COSMA8 da Universidade de Durham, o Dr. Nightingale e a sua equipa puderam revisitá-lo e explorá-lo mais a fundo.

Explorando os mistérios dos buracos negros

A equipa espera que este seja o primeiro passo para permitir uma exploração mais profunda dos mistérios dos buracos negros e que os futuros grandes telescópios ajudem os astrónomos a estudar buracos negros ainda mais distantes para aprenderem mais sobre o seu tamanho e escala.

// Universidade de Durham (comunicado de imprensa)
// Sociedade Astronómica Real (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

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Abell 1201:
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Wikipedia

Lentes gravitacionais:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

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COSMA8 (Universidade de Durham)