p Três anos atrás, uma equipe liderada pela Universidade de Utah descobriu que uma galáxia anã ultracompacta continha um buraco negro supermassivo, em seguida, a menor galáxia conhecida a abrigar um buraco negro gigante. As descobertas sugeriram que os anões eram provavelmente pequenos restos de galáxias maiores que foram despojadas de suas camadas externas após colidirem com outras, galáxias maiores. p Agora, o mesmo grupo de astrônomos U e colegas encontraram mais duas galáxias anãs ultracompactas com buracos negros supermassivos. Juntos, os três exemplos sugerem que buracos negros se escondem no centro da maioria desses objetos, potencialmente dobrando o número de buracos negros supermassivos conhecidos no universo. Os buracos negros representam uma alta porcentagem da massa total das galáxias compactas, apoiando a teoria de que as anãs são remanescentes de galáxias massivas que foram separadas por galáxias maiores.

p "Ainda não entendemos totalmente como as galáxias se formam e evoluem ao longo do tempo. Esses objetos podem nos dizer como as galáxias se fundem e colidem, "diz Chris Ahn, doutorando no Departamento de Física e Astronomia, e principal autor do estudo internacional publicado na segunda-feira em The Astrophysical Journal . "Talvez uma fração dos centros de todas as galáxias sejam na verdade essas galáxias compactas despojadas de suas partes externas."

p Medindo galáxias

p Os autores mediram duas galáxias anãs ultracompactas, denominado VUCD3 e M59cO, que se encontram muito além dos braços espirais de nossa Via Láctea, orbitando galáxias massivas no aglomerado de galáxias de Virgem. Eles detectaram um buraco negro supermassivo em ambas as galáxias; O buraco negro do VUCD3 tem uma massa equivalente a 4,4 milhões de sóis, constituindo cerca de 13 por cento da massa total da galáxia, e o buraco negro de M59cO tem uma massa de 5,8 milhões de sóis, constituindo cerca de 18 por cento de sua massa total.

p Por comparação, o monstruoso buraco negro no centro da Via Láctea tem uma massa de 4 milhões de sóis, mas representa menos de 0,01 por cento da massa total da galáxia.

p "É incrível quando você realmente pensa sobre isso. Essas anãs ultracompactas têm cerca de 0,1 por cento do tamanho da Via Láctea, no entanto, eles hospedam buracos negros supermassivos que são maiores do que o buraco negro no centro de nossa própria galáxia, "maravilha Ahn.

p Para calcular a massa das galáxias anãs ultracompactas, os astrônomos mediram o movimento das estrelas usando o telescópio Gemini North localizado no vulcão Mauna Kea, no Havaí. Os astrônomos precisam corrigir as distorções causadas pela atmosfera da Terra. Eles dispararam um laser para o céu para fazer uma estrelinha falsa, e movia um espelho centenas de vezes por segundo para desfazer a distorção. Eles então aplicaram a técnica às galáxias anãs ultracompactas, que são tão pequenos que as correções são necessárias para medir os movimentos dentro do objeto. A tecnica, conhecido como óptica adaptativa, traz a galáxia antes borrada em foco.

p Eles também analisaram imagens do Telescópio Espacial Hubble para medir a distribuição das estrelas em cada galáxia, e criou uma simulação de computador que melhor se adequava às suas observações.

p Eles descobriram que o movimento das estrelas no centro das galáxias se movia muito mais rápido do que aqueles do lado de fora, uma assinatura clássica de um buraco negro. VUCD3 e M59cO são a segunda e a terceira galáxias anãs ultracompactas que contêm um buraco negro supermassivo, sugerindo que todos esses anões podem abrigar objetos sugadores de luz de massa semelhante.

p Mistérios de galáxias anãs ultracompactas

p Os astrônomos descobriram galáxias anãs ultracompactas no final dos anos 1990. Os objetos são compostos de centenas de milhões de estrelas densamente compactadas em uma média de 100 anos-luz de diâmetro. Os cientistas fizeram medições para ver o que estava acontecendo dentro das galáxias, e algo não bateu; as galáxias anãs ultracompactas tinham mais massa do que suas estrelas sozinhas poderiam contabilizar. Autor sênior Anil Seth, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da U, liderou o estudo de 2014 que encontrou a primeira galáxia anã ultracompacta com um buraco negro supermassivo. Os dois estudos conduzidos em U mostram que buracos negros supermassivos no centro das galáxias são responsáveis ​​pela massa extra.

p Uma teoria alternativa dos anões é que eles são apenas aglomerados de estrelas realmente massivos - grupos de cem mil estrelas nascidos ao mesmo tempo. O maior aglomerado de estrelas da Via Láctea tem três milhões de estrelas, e galáxias anãs ultracompactas são 10 a 100 vezes maiores do que isso. "A questão era, 'É porque eles formam aglomerados de estrelas maiores com o mesmo processo? Ou eles são diferentes de alguma forma? ' Este trabalho mostra que eles são diferentes, "Seth continua.

p "É óbvio em retrospecto, porque o centro de uma galáxia regular se parece quase exatamente com esses objetos, mas não era isso que a maioria das pessoas pensava que eram. Eu não estava convencido de que encontraríamos um buraco negro quando fiz as observações, "diz Seth." Este é um exemplo legal de descoberta científica e como você pode reorientar rapidamente nossa compreensão do universo. "

p Buracos negros e a formação de galáxias

p Os buracos negros são áreas com uma gravidade tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar. Eles se formam quando as estrelas entram em colapso, deixando para trás um buraco negro com massa densa que exerce força gravitacional sobre os objetos ao seu redor. Os buracos negros supermassivos têm uma massa de mais de 1 milhão de sóis, e são considerados como o centro de todas as grandes galáxias.

p Uma explicação para o buraco negro supermassivo dentro das galáxias anãs ultracompactas é que as galáxias já foram compostas por bilhões de estrelas. Os autores acreditam que as anãs foram "engolidas" e separadas pela gravidade de galáxias muito maiores. O buraco negro anão ultracompacto é o que resta de seu tamanho anteriormente maciço. As descobertas mudam a maneira como os astrônomos podem juntar as peças de como as galáxias se formam e evoluem ao longo do tempo.

p "Sabemos que as galáxias se fundem e se combinam o tempo todo - é assim que as galáxias evoluem. Nossa Via Láctea está consumindo galáxias enquanto falamos, "diz Seth." Nossa imagem geral de como as galáxias se formam é que pequenas galáxias se fundem para formar grandes galáxias. Mas temos uma imagem realmente incompleta disso. As galáxias anãs ultracompactas nos fornecem uma linha do tempo mais longa para sermos capazes de ver o que aconteceu no passado. "