Furos supermassivos são geralmente objetos estacionários, sentado no centro da maioria das galáxias. Contudo, usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA e outros telescópios, astrônomos recentemente caçaram o que poderia ser um buraco negro supermassivo que pode estar em movimento.

Este possível buraco negro renegado, que contém cerca de 160 milhões de vezes a massa do nosso Sol, está localizado em uma galáxia elíptica a cerca de 3,9 bilhões de anos-luz da Terra. Os astrônomos estão interessados ​​nesses buracos negros supermassivos em movimento porque eles podem revelar mais sobre as propriedades desses objetos enigmáticos.

Este buraco negro pode ter "recuado, "na terminologia usada pelos cientistas, quando dois buracos negros supermassivos menores colidiram e se fundiram para formar um ainda maior. Ao mesmo tempo, esta colisão teria gerado ondas gravitacionais que emitiram mais fortemente em uma direção do que em outras. Este buraco negro recém-formado poderia ter recebido um chute na direção oposta daquelas ondas gravitacionais mais fortes. Este chute teria empurrado o buraco negro para fora do centro da galáxia, conforme descrito na ilustração do artista.

A força do chute depende da taxa e direção do giro dos dois buracos negros menores antes de se fundirem. Portanto, informações sobre essas propriedades importantes, mas elusivas, podem ser obtidas estudando a velocidade de recuo dos buracos negros.

Os astrônomos descobriram esse candidato a buraco negro recuado examinando dados de raios-X e ópticos de milhares de galáxias. Primeiro, eles usaram observações do Chandra para selecionar galáxias que contêm uma fonte brilhante de raios-X e foram observadas como parte do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). A emissão de raios X brilhantes é uma característica comum de buracos negros supermassivos que estão crescendo rapidamente.

Próximo, os pesquisadores olharam para ver se as observações do telescópio espacial Hubble dessas galáxias brilhantes de raios-X revelaram dois picos perto de seu centro na imagem óptica. Esses dois picos podem mostrar que um par de buracos negros supermassivos está presente ou que um buraco negro recuado se afastou do aglomerado de estrelas no centro da galáxia.

Se esses critérios forem atendidos, então os astrônomos examinaram os espectros do SDSS, que mostram como a quantidade de luz óptica varia com o comprimento de onda. Se os pesquisadores encontraram assinaturas reveladoras nos espectros indicativos da presença de um buraco negro supermassivo, eles seguiram com um exame ainda mais detalhado dessas galáxias.

Depois de toda essa busca, um bom candidato para um buraco negro recuado foi descoberto. A imagem à esquerda na inserção é dos dados do Hubble, que mostra dois pontos brilhantes perto do meio da galáxia. Um deles está localizado no centro da galáxia e o outro está localizado a cerca de 3, 000 anos-luz de distância do centro. A última fonte mostra as propriedades de um buraco negro supermassivo em crescimento e sua posição coincide com a de uma fonte de raios-X brilhante detectada com o Chandra (imagem à direita no detalhe). Usando dados do SDSS e do telescópio Keck no Havaí, a equipe determinou que o crescente buraco negro localizado próximo, mas visivelmente deslocado de, o centro da galáxia tem uma velocidade diferente da galáxia. Essas propriedades sugerem que esta fonte pode ser um buraco negro supermassivo recuando.

A galáxia hospedeira do possível buraco negro recuando também mostra algumas evidências de perturbação em suas regiões externas, o que é uma indicação de que uma fusão entre duas galáxias ocorreu em um passado relativamente recente. Uma vez que se pensa que as fusões de buracos negros supermassivos ocorrem quando suas galáxias hospedeiras se fundem, esta informação apóia a ideia de um buraco negro recuando no sistema.

Além disso, estrelas estão se formando em alta velocidade na galáxia, em várias centenas de vezes a massa do Sol por ano. Isso está de acordo com as simulações de computador, que prevêem que as taxas de formação de estrelas podem ser aumentadas para a fusão de galáxias, particularmente aquelas contendo buracos negros recuando.

Outra possível explicação para os dados é que dois buracos negros supermassivos estão localizados no centro da galáxia, mas um deles não está produzindo radiação detectável porque está crescendo muito lentamente. Os pesquisadores favorecem a explicação do buraco negro recuando, mas são necessários mais dados para fortalecer seu caso.

Um artigo descrevendo esses resultados foi recentemente aceito para publicação na The Astrophysical Journal e está disponível online. O primeiro autor é Dongchan Kim, do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia. Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. O Observatório Astrofísico Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, controla a ciência e as operações de voo do Chandra.