Um novo modelo sugere que a fusão de buracos negros supermassivos brilhará em sinistras luzes ultravioleta e de raios-X à medida que espiralam em um acidente inevitável.
Buracos negros supermassivos são milhões ou bilhões de vezes a massa do sol e residem em praticamente todas as galáxias que são pelo menos do tamanho da nossa Via Láctea, de acordo com uma declaração da NASA. Os cientistas sabem que as galáxias geralmente se combinam; isso acontecerá com a Via Láctea e Andrômeda, por exemplo, em cerca de 4 bilhões de anos.
"Sabemos que galáxias com buracos negros supermassivos centrais combinam o tempo todo no universo, mas só vemos uma pequena fração de galáxias com dois [buracos negros] perto de seus centros", disse Scott Noble, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Maryland , disse em um comunicado. [Sem escapatória: mergulhe em um buraco negro (infográfico)]
Embora os cientistas tenham visto fusões de buracos negros antes, elas eram muito menores, segundo a declaração - comparáveis ao tamanho de uma estrela, significando algo entre três a algumas dezenas de vezes a massa do sol. Essas fusões de buracos negros de tamanho estelar foram detectadas usando o Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) da National Science Foundation. Os cientistas os encontraram detectando ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço-tempo geradas após essas grandes fusões.
As fusões supermassivas de buracos negros serão mais difíceis de rastrear, disseram autoridades da NASA no comunicado, porque geralmente estão muito mais afastadas e emitem sinais de ondas gravitacionais mais fracos. Para detectar esse sinal minúsculo, os detectores precisam estar localizados no espaço para evitar serem perturbados pelas ondas sísmicas em nosso próprio planeta. Uma missão futura que pode fazer isso é a Antena Espacial a Laser (LISA) da Agência Espacial Européia, programada para ser lançada na década de 2030.
Existe outro método possível para encontrar fusões supermassivas, no entanto. Quando as galáxias se fundem, elas trazem consigo coleções de gás, poeira, estrelas e planetas. À medida que a colisão ocorre, grande parte desse material é arrastada em direção aos buracos negros - que então começam a "comer" o material, gerando radiação que os astrônomos deveriam poder ver (antes que o material cruze o horizonte de eventos do buraco negro).
A nova simulação seguiu o que acontece em três órbitas de buracos negros supermassivos que estão a cerca de 40 órbitas da fusão completa. O modelo sugere que, no momento da fusão, haveria luz UV e raios X de alta energia visíveis nos telescópios.
"Três regiões de gás emissor de luz brilham à medida que os buracos negros se fundem, todos conectados por fluxos de gás quente: um grande anel que circunda todo o sistema, chamado disco circumbinário, e dois menores ao redor de cada buraco negro, chamados de mini-discos". Funcionários da NASA disseram.
"Todos esses objetos emitem predominantemente luz UV", continuaram os oficiais. "Quando o gás flui para um mini disco a uma taxa alta, a luz UV do disco interage com a coroa de cada buraco negro, que é uma região de partículas subatômicas de alta energia acima e abaixo do disco. Essa interação produz raios-X. Quando a taxa de acúmulo é menor, a luz UV diminui em relação aos raios X. "
A simulação sugere que os raios X em uma fusão supermassiva de buracos negros serão mais brilhantes e mais variáveis do que os raios X observados em buracos negros supermassivos solitários. (As mudanças têm a ver com a rapidez com que o gás gira em torno das órbitas dos buracos negros, bem como as órbitas dos próprios buracos negros mesclados.)
A simulação foi realizada no supercomputador Blue Waters do National Center for Supercomputing Applications 'na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. Essa simulação em particular estimou as temperaturas dos gases, enquanto as simulações futuras incorporarão parâmetros como temperatura, massa total e distância para ver os efeitos na luz emitida pela fusão, de acordo com o comunicado.
O novo trabalho foi detalhado ontem (2 de outubro) no The Astrophysical Journal.
