Primeiros Buracos Negros Gêmeos Orbitando em Mrk 501

Os astrônomos descobriram o que pode ser o primeiro par de buracos negros supermassivos à beira da fusão. Essa rara descoberta, publicada no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, oferece uma oportunidade sem precedentes para testemunhar um dos eventos mais poderosos do universo: a fusão de dois buracos negros. A descoberta aprofunda nossa compreensão dos buracos negros e fornece percepções sobre evolução de galáxias, com o potencial de observar ondas gravitacionais à medida que os buracos negros se aproximam em espiral da colisão.

Descoberta do Sistema Binário de Buracos Negros em Markarian 501

Uma equipe liderada por Silke Britzen do Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), em Bonn, identificou dois buracos negros supermassivos orbitando um ao outro na galáxia Markarian 501. O estudo usa décadas de dados de rádio de alta resolução para revelar dois jatos de partículas poderosos do centro da galáxia. Esses buracos negros têm massas entre 100 milhões e um bilhão de vezes a massa do Sol e estão separados por cerca de 250 a 540 vezes a distância Terra-Sol.

Os Jatos Revelam o Buraco Negro Oculto

Um único jato disparado em direção à Terra de Markarian 501 foi observado por anos. A análise de mais de 20 anos de dados em várias frequências de rádio detectou um segundo jato se movendo em uma direção diferente. Esse segundo jato, originário do segundo buraco negro supermassivo, tornou-se visível ao longo do tempo e se move no sentido anti-horário ao redor do buraco negro maior, completando uma órbita completa a cada 121 dias.

“Procuramos por isso por tanto tempo, e então veio como uma surpresa completa que pudemos não apenas ver um segundo jato, mas até rastrear seu movimento”, diz Britzen.

Dança Dinâmica dos Buracos Negros

Os buracos negros orbitam um ao outro, fazendo com que seus jatos oscilem à medida que o plano orbital muda. “Avaliar os dados foi como estar em um navio. Todo o sistema de jatos está em movimento. Um sistema de dois buracos negros pode explicar isso: o plano orbital oscila”, explica Britzen. Isso oferece uma rara visão da dinâmica de buracos negros supermassivos à beira da fusão.

Futuro: Ondas Gravitacionais da Fusão

À medida que os buracos negros se aproximam em espiral e se fundem, eles produzirão ondas gravitacionais detectáveis por matrizes de temporização de pulsares (PTAs). “Se ondas gravitacionais forem detectadas, podemos até ver sua frequência aumentar constantemente à medida que os dois gigantes se aproximam em espiral da colisão, oferecendo uma rara chance de assistir à fusão de um buraco negro supermassivo se desenrolar”, diz o coautor Héctor Olivares. Saiba mais sobre a pesquisa de buracos negros da NASA.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Referências:

• Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR)
• NANOGrav Pulsar Timing Array
• LIGO Laboratory - Gravitational Waves
• NASA Astrophysics - Black Holes