p Os astrônomos identificaram uma safra abundante de buracos negros supermassivos duplos no centro das galáxias. Esta descoberta pode ajudar os astrônomos a entender melhor como os buracos negros gigantes crescem e como eles podem produzir os sinais de ondas gravitacionais mais fortes do Universo. p A nova evidência revela cinco pares de buracos negros supermassivos, cada um contendo milhões de vezes a massa do Sol. Esses pares de buracos negros se formaram quando duas galáxias colidiram e se fundiram, forçando seus buracos negros supermassivos a se fecharem.

p Os pares de buracos negros foram descobertos combinando dados de um conjunto de diferentes observatórios, incluindo o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, o Wide-Field Infrared Sky Explorer Survey (WISE), e o Grande Telescópio Binocular baseado em solo no Arizona.

p "Os astrônomos encontram buracos negros supermassivos únicos em todo o universo, "disse Shobita Satyapal, da George Mason University em Fairfax, Virgínia, que liderou um dos dois artigos que descrevem esses resultados. "Mas, embora tenhamos previsto que eles crescem rapidamente quando estão interagindo, crescente buracos negros supermassivos duais têm sido difíceis de encontrar. "

p Antes deste estudo, menos de dez pares confirmados de buracos negros em crescimento eram conhecidos a partir de estudos de raios-X, baseado principalmente em detecções fortuitas. Para realizar uma pesquisa sistemática, a equipe teve que peneirar cuidadosamente os dados de telescópios que detectam diferentes comprimentos de onda de luz.

p Começando com o projeto Galaxy Zoo, pesquisadores usaram dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para identificar galáxias onde parecia que uma fusão entre duas galáxias menores estava em andamento. Deste conjunto, eles selecionaram objetos onde a separação entre os centros das duas galáxias nos dados do SDSS é inferior a 30, 000 anos-luz, e as cores infravermelhas dos dados WISE correspondem às previstas para um buraco negro supermassivo de rápido crescimento.

p Sete sistemas de fusão contendo pelo menos um buraco negro supermassivo foram encontrados com esta técnica. Porque a forte emissão de raios-X é uma marca registrada do crescimento de buracos negros supermassivos, Satyapal e seus colegas observaram esses sistemas com Chandra. Pares intimamente separados de fontes de raios-X foram encontrados em cinco sistemas, fornecendo evidências convincentes de que eles contêm dois buracos negros supermassivos em crescimento (ou alimentação).

p Os dados de raios-X do Chandra e as observações de infravermelho sugerem que os buracos negros supermassivos estão enterrados em grandes quantidades de poeira e gás.

p "Nosso trabalho mostra que combinar a seleção de infravermelho com o acompanhamento de raios-X é uma maneira muito eficaz de encontrar esses pares de buracos negros, "disse Sara Ellison, da Universidade de Victoria, no Canadá, que liderou o outro artigo que descreve esses resultados. "Os raios X e a radiação infravermelha são capazes de penetrar nas nuvens obscuras de gás e poeira que cercam esses pares de buracos negros, e a visão afiada de Chandra é necessária para separá-los ".

p O artigo liderado por Ellison usou dados ópticos adicionais da pesquisa Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA) para localizar um dos novos pares de buracos negros. Um membro deste par de buracos negros é particularmente poderoso, tendo a maior luminosidade de raios-X em um par de buracos negros observado pelo Chandra até hoje.

p Este trabalho tem implicações para o campo crescente da astrofísica de ondas gravitacionais. Enquanto os cientistas usando o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser (LIGO) e o interferômetro VIRGO detectaram os sinais de buracos negros em fusão, esses buracos negros eram de uma variedade menor, pesando entre cerca de oito e 36 vezes a massa do sol.

p Os buracos negros que se fundem nos centros das galáxias são muito maiores. Quando esses buracos negros supermassivos se aproximam ainda mais, eles deveriam começar a produzir ondas gravitacionais. A eventual fusão dos buracos negros supermassivos duais em centenas de milhões de anos formaria um buraco negro ainda maior. Este processo produziria uma quantidade surpreendente de energia quando parte da massa é convertida em ondas gravitacionais.

p "É importante entender o quão comuns são os pares de buracos negros supermassivos, para ajudar a prever os sinais para observatórios de ondas gravitacionais, "disse Satyapal." Com os experimentos já em andamento e os futuros entrando online, este é um momento empolgante para pesquisar buracos negros em fusão. Estamos nos primeiros estágios de uma nova era na exploração do universo. "

p LIGO / VIRGO não é capaz de detectar ondas gravitacionais de pares de buracos negros supermassivos. Em vez de, matrizes de tempo de pulsar, como o Observatório Nanohertz para Ondas Gravitacionais da América do Norte (NANOGrav), estão atualmente realizando essa pesquisa. No futuro, o projeto Laser Interferometer Space Antenna (LISA) também poderia pesquisar essas ondas gravitacionais.

p Quatro dos candidatos a buraco negro duplo foram relatados em um artigo de Satyapal et al. que foi recentemente aceito para publicação no The Astrophysical Journal , e aparece online. O outro candidato a buraco negro duplo foi relatado em um artigo de Ellison et al., que foi publicado na edição de setembro de 2017 da Avisos mensais da Royal Astronomical Society e aparece online.