p Os astrônomos usaram o Observatório de raios-X Chandra da NASA para descobrir um anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons em uma galáxia a 300 milhões de anos-luz da Terra. p Este anel, embora não tenha poder sobre a Terra Média, pode ajudar os cientistas a compreender melhor o que acontece quando as galáxias se chocam em impactos catastróficos.

p Nesta nova imagem composta da galáxia AM 0644-741 (AM 0644 para breve), Os raios X de Chandra (roxo) foram combinados com dados ópticos do Telescópio Espacial Hubble da NASA (vermelho, verde, e azul). Os dados do Chandra revelam a presença de fontes de raios-X muito brilhantes, mais provavelmente sistemas binários alimentados por um buraco negro de massa estelar ou estrela de nêutrons, em um anel notável. Os resultados são relatados em um novo artigo liderado por Anna Wolter do INAF-Osservatorio Astronomico di Brera em Milão, Itália.

p De onde veio o anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons em AM 0644? Os astrônomos acham que foi criado quando uma galáxia foi puxada para outra pela força da gravidade. A primeira galáxia gerou ondulações no gás da segunda galáxia, AM 0644, localizado no canto inferior direito. Essas ondulações então produziram um anel de gás em expansão em AM 0644 que desencadeou o nascimento de novas estrelas. A primeira galáxia é possivelmente aquela localizada no canto inferior esquerdo da imagem.

p A mais massiva dessas estrelas novatas terá vidas curtas - em termos cósmicos - de milhões de anos. Depois disso, seu combustível nuclear é gasto e as estrelas explodem como supernovas, deixando para trás ou buracos negros com massas tipicamente entre cerca de cinco a vinte vezes a do Sol, ou estrelas de nêutrons com massa aproximadamente igual à do sol.

p Alguns desses buracos negros ou estrelas de nêutrons têm estrelas companheiras próximas, e sifão o gás de seu parceiro estelar. Este gás cai em direção ao buraco negro ou estrela de nêutrons, formando um disco giratório como água circulando um ralo, e fica aquecido por fricção. Este gás superaquecido produz grandes quantidades de raios-X que o Chandra pode detectar.

p Embora um anel de buracos negros ou estrelas de nêutrons seja intrigante por si só, há mais na história de AM 0644. Todas as fontes de raios-X detectadas no anel de AM 0644 são brilhantes o suficiente para serem classificadas como fontes de raios-X ultraluminosas (ULXs). Esta é uma classe de objetos que produzem centenas a milhares de vezes mais raios X do que a maioria dos sistemas binários "normais" nos quais uma estrela companheira está em órbita ao redor de uma estrela de nêutrons ou buraco negro. Até recentemente, a maioria dos astrônomos pensava que ULXs geralmente continham buracos negros de massa estelar, com a possível presença em alguns casos de buracos negros de massa intermediária (IMBHs) que contêm mais de cem vezes a massa do Sol. Contudo, esse pensamento foi derrubado quando alguns ULXs em outras galáxias, incluindo M82 e M51, foram encontrados para conter estrelas de nêutrons.

p Várias outras explicações além dos IMBHs foram sugeridas para a intensa emissão de raios-X de ULXs. Eles incluem o crescimento excepcionalmente rápido do buraco negro ou estrela de nêutrons, ou efeitos geométricos decorrentes do afunilamento do material em queda ao longo das linhas do campo magnético.

p A identidade dos ULXs individuais em AM 0644 é atualmente desconhecida. Eles podem ser uma mistura de buracos negros e estrelas de nêutrons, e também é possível que sejam todos buracos negros ou estrelas de nêutrons.

p Nem todas as fontes de raios-X na imagem estão localizadas no anel de AM 0644. Uma das fontes é um buraco negro de rápido crescimento que está localizado bem atrás da galáxia a uma distância de 9,1 bilhões de anos-luz da Terra. Outra fonte intrigante detectada pelo Chandra é um crescente buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia. No novo estudo, os pesquisadores também usaram observações do Chandra para estudar seis outras galáxias em anel, além de AM 0644. Um total de 63 fontes foram detectadas nas sete galáxias, e 50 deles são ULXs. Os autores observam um número médio maior de ULXs por galáxia nessas galáxias em anel do que em outros tipos de galáxias. As galáxias em anel têm estimulado o interesse dos astrônomos porque são bancos de ensaio ideais para examinar modelos de como as estrelas duplas se formam, e compreender a origem dos ULXs.

p O artigo que descreve o estudo de AM 0644 e suas galáxias anelares irmãs apareceu em 10 de agosto, Edição de 2018 do Astrophysical Journal e está disponível online.