Quando as galáxias colidem, todos os tipos de caos podem ocorrer. Embora o processo leve milhões de anos, a fusão de duas galáxias pode resultar na fusão de buracos negros supermassivos (SMBHs, que residem em seus centros) e se tornando ainda maior. Também pode resultar em estrelas sendo expulsas de suas galáxias, enviando-as e até seus sistemas de planetas para o espaço como "estrelas desonestos".
Mas, de acordo com um novo estudo de uma equipe internacional de astrônomos, parece que, em alguns casos, as SMBHs também podem ser expulsas de suas galáxias depois que uma fusão ocorre. Usando dados do Observatório de Raios X Chandra da NASA e de outros telescópios, a equipe detectou o que poderia ser um "buraco negro supermassivo renegado" que está se afastando de sua galáxia.
De acordo com o estudo da equipe - que apareceu no Astrophysical Journal sob o título Um buraco negro supermassivo em potencial de recuo, CXO J101527.2 + 625911 - o buraco negro renegado foi detectado a uma distância de cerca de 3,9 bilhões de anos-luz da Terra. Parece ter vindo de dentro de uma galáxia elíptica e contém o equivalente a 160 milhões de vezes a massa do nosso Sol.
A equipe encontrou esse buraco negro enquanto procurava em milhares de galáxias evidências de buracos negros que mostravam sinais de movimento. Isso consistiu em examinar os dados obtidos pelo telescópio de raios X Chandra para fontes brilhantes de raios-X - um recurso comum das SMBHs de rápido crescimento - que foram observados como parte do Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Eles então examinaram os dados do Hubble de todas essas galáxias brilhantes de raios-X para ver se revelariam dois picos brilhantes no centro de qualquer. Esses picos brilhantes seriam uma indicação reveladora de que um par de buracos negros supermassivos estava presente ou que um buraco negro recuado estava se afastando do centro da galáxia. Por fim, os astrônomos examinaram os dados espectrais do SDSS, que mostram como a quantidade de luz óptica varia com o comprimento de onda.
De tudo isso, os pesquisadores invariavelmente descobriram o que consideravam um bom candidato a um buraco negro renegado. Com os dados de ajuda do SDSS e do telescópio Keck no Havaí, eles determinaram que esse candidato estava localizado próximo, mas visivelmente desviado, do centro de sua galáxia. Eles também notaram que a velocidade era diferente da galáxia - propriedades que sugeriam que ela estava se movendo por conta própria.
A imagem abaixo, gerada a partir dos dados do Hubble, mostra os dois pontos brilhantes próximos ao centro da galáxia. Enquanto o da esquerda estava localizado no centro, o da direita (o renegado SMBH) ficava a cerca de 3.000 anos-luz de distância do centro. Entre o raio X e os dados ópticos, todas as indicações apontavam para um buraco negro que foi chutado de sua galáxia.
Em termos do que poderia ter causado isso, a equipe aventurou-se que o buraco traseiro poderia "recuar" quando duas SMBHs menores colidiram e se fundiram. Essa colisão teria gerado ondas gravitacionais que poderiam ter empurrado o buraco negro para fora do centro da galáxia. Eles também se aventuraram que o buraco negro pode ter se formado e acionado pela colisão de dois buracos negros menores.
Outra explicação possível é que duas SMBHs estão localizadas no centro desta galáxia, mas uma delas não está produzindo radiação detectável - o que significa que está crescendo muito lentamente. No entanto, os pesquisadores favorecem a explicação de que o que eles observaram foi um buraco negro renegado, pois parece ser mais consistente com as evidências. Por exemplo, seu estudo mostrou sinais de que a galáxia hospedeira estava passando por algum distúrbio em suas regiões externas.
Esta é uma indicação possível de que a fusão entre as duas galáxias ocorreu em um passado relativamente recente. Como se pensa que as fusões SMBH ocorrem quando as galáxias hospedeiras se fundem, essa reserva favorece a teoria renegada do buraco negro. Além disso, os dados mostraram que nesta galáxia, as estrelas estavam se formando a uma taxa alta. Isso concorda com simulações de computador que prevêem que as galáxias em fusão experimentam uma taxa aprimorada de formação de estrelas.
Mas é claro que são necessárias pesquisas adicionais antes que qualquer conclusão possa ser alcançada. Enquanto isso, é provável que os resultados sejam de particular interesse para os astrônomos. Este estudo não apenas envolve um fenômeno verdadeiramente raro - um SMBH que está em movimento, em vez de descansar no centro de uma galáxia - mas as propriedades únicas envolvidas podem nos ajudar a aprender mais sobre esses recursos raros e enigmáticos.
Por um lado, o estudo das SMBHs poderia revelar mais sobre a taxa e a direção da rotação desses objetos enigmáticos antes que eles se fundam. A partir disso, os astrônomos seriam capazes de prever melhor quando e onde as SMBHs estão prestes a se fundir. O estudo da velocidade de recuo de buracos negros também poderia revelar informações adicionais sobre ondas gravitacionais, o que poderia desvendar segredos adicionais sobre a natureza do espaço-tempo.
E, acima de tudo, testemunhar um buraco negro renegado é uma oportunidade de ver algumas forças surpreendentes em ação. Supondo que as observações estejam corretas, sem dúvida haverá pesquisas de acompanhamento projetadas para ver para onde a SMBH está viajando e que efeito está causando no ambiente cósmico circundante.
Desde a década de 1970, os cientistas consideram que a maioria das galáxias tem SMBHs no centro. Nos anos e décadas que se seguiram, as pesquisas confirmaram a presença de buracos negros não apenas no centro de nossa galáxia - Sagitário A * -, mas no centro de quase todas as galáxias massivas conhecidas. Variando em massa das centenas de milhares a bilhões de massas solares, esses objetos exercem uma poderosa influência em suas respectivas galáxias.
Não deixe de apreciar este vídeo, cortesia do Chandra X-Ray Observatory:
