Mesmo o mais supermassivo dos buracos negros supermassivos não é muito grande, tornando extremamente difícil medir seus tamanhos. Contudo, astrônomos desenvolveram recentemente uma nova técnica que pode estimar a massa de um buraco negro com base no movimento do gás quente ao seu redor - mesmo quando o próprio buraco negro é menor do que um único pixel.

Buracos negros supermassivos são cercados por toneladas de plasma superaquecido. Esse plasma gira em torno do buraco traseiro, formando um toro e um disco de acreção que continuamente alimenta o material no buraco negro. Por causa da extrema gravidade, esse gás se move incrivelmente rápido e brilha intensamente. É aquela luz que identificamos como um quasar, que pode ser visto de todo o universo.

Embora os quasares sejam relativamente fáceis de detectar, é muito mais desafiador quantificar as propriedades do buraco negro central. Agora Felix Bosco, em estreita colaboração com Jörg-Uwe Pott, ambos do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg, e ex-pesquisadores da MPIA Jonathan Stern (agora Universidade de Tel Aviv, Israel) e Joseph Hennawi (agora UC Santa Barbara; EUA e Universidade de Leiden, Os Países Baixos), conseguiu pela primeira vez demonstrar a viabilidade de determinar diretamente a massa de um quasar usando uma técnica chamada espectroastrometria.

A espectrometria depende da observação da área ao redor do buraco negro. Conforme o gás gira em torno dele, algumas delas se moverão em nossa direção e outras se afastarão. A porção do gás que se move em nossa direção será deslocada para o azul, e a parte que se afasta ficará mais vermelha. Mesmo que o buraco negro central e o disco de acreção sejam pequenos demais para serem resolvidos, a técnica ainda pode ser aplicada a regiões mais distantes, e através da modelagem os pesquisadores podem estimar uma massa.

"Ao separar as informações espectrais e espaciais na luz coletada, bem como modelando estatisticamente os dados medidos, podemos derivar distâncias de muito menos do que um pixel de imagem do centro do disco de acreção, "explicou Bosco.

A equipe aplicou com sucesso esta técnica ao J2123-0050, um quasar ativo quando o universo tinha apenas 2,9 bilhões de anos. Eles descobriram que o buraco negro central pesava 1,8 bilhão de massas solares. Levando esta técnica para o próximo nível e visando os primeiros quasares, Contudo, exigirá alguns novos telescópios.

Joe Hennawi acrescenta:"Com o aumento significativo da sensibilidade do James Webb Space Telescope (JWST) e do Extremely Large Telescope (ELT, com um diâmetro de espelho primário de 39 metros) atualmente em construção, logo seremos capazes de determinar as massas dos quasares nos maiores desvios para o vermelho. "Jörg-Uwe Pott, que também lidera as contribuições de Heidelberg para a primeira câmera infravermelha de ELT, MICADO, adiciona, "O estudo de viabilidade agora publicado nos ajuda a definir e preparar nossos programas de pesquisa ELT planejados."