p Se os astrônomos querem aprender sobre como os buracos negros supermassivos se formam, eles têm que começar pequenos - muito pequenos, astronomicamente falando. p Na verdade, uma equipe que inclui a astrônoma da Universidade de Michigan, Elena Gallo, descobriu que um buraco negro no centro de uma galáxia anã próxima, chamado NGC 4395, é cerca de 40 vezes menor do que se pensava anteriormente. Suas descobertas são publicadas no jornal Astronomia da Natureza .

p Atualmente, os astrônomos acreditam que os buracos negros supermassivos ficam no centro de todas as galáxias tão massivas ou maiores que a Via Láctea. Mas eles estão curiosos sobre os buracos negros em galáxias menores, como a NGC 4395 também. Saber a massa do buraco negro no centro de NGC 4395 - e ser capaz de medi-la com precisão - pode ajudar os astrônomos a aplicar essas técnicas a outros buracos negros.

p "A questão permanece aberta para galáxias pequenas ou anãs:essas galáxias têm buracos negros, e se eles fizerem, Será que eles escalam da mesma forma que os buracos negros supermassivos? ", disse Gallo." Responder a essas perguntas pode nos ajudar a entender o próprio mecanismo pelo qual esses buracos negros monstruosos foram montados quando o universo estava em sua infância. "

p Para determinar a massa do buraco negro do NGC, Gallo e seus colegas pesquisadores empregaram o mapeamento de reverberação. Essa técnica mede a massa monitorando a radiação emitida pelo que é chamado de disco de acreção ao redor do buraco negro. Um disco de acreção é uma massa de matéria coletada pela atração gravitacional dos buracos negros.

p À medida que a radiação viaja para fora deste disco de acreção, ele passa por outra nuvem de material mais distante do buraco negro que é mais difusa do que o disco de acreção. Essa área é chamada de região de linha larga.

p Quando a radiação atinge o gás na região da linha larga, faz com que seus átomos passem por uma transição. Isso significa que a radiação expele um elétron da camada de um átomo de hidrogênio, por exemplo, fazendo com que o átomo ocupe um nível mais energético do átomo. Depois que a radiação passa, o átomo volta ao estado anterior. Os astrônomos podem imaginar essa transição, que parece um flash de brilho.

p Ao medir quanto tempo leva para a radiação do disco de acreção atingir a região da linha larga e causar esses flashes, os astrônomos podem estimar a que distância a região da linha larga está do buraco negro. Usando essas informações, eles podem então calcular a massa do buraco negro.

p "Acredita-se que a distância dependa da massa do buraco negro, "Gallo disse." Quanto maior o buraco negro, quanto maior a distância e mais tempo você espera que a luz seja emitida do disco de acreção para atingir a região da linha larga. "

p Usando dados do Observatório MDM, os astrônomos calcularam que levou cerca de 83 minutos, mais ou menos 14 minutos, para a radiação atingir a região da linha larga do disco de acreção. Para calcular a massa do buraco negro, eles também tiveram que medir a velocidade intrínseca da região da linha larga, que é a velocidade com que a nuvem da região está se movendo sob a influência da gravidade do buraco negro. Para fazer isso, eles obtiveram um espectro de alta qualidade com o espectrômetro GMOS no telescópio GEMINI North.

p Conhecendo este número, a velocidade da região de linha larga, a velocidade da luz e o que é chamado de constante gravitacional, ou uma medida de força gravitacional, os astrônomos foram capazes de determinar que a massa do buraco negro era de cerca de 10, 000 vezes a massa do nosso Sol - cerca de 40 vezes mais leve do que se pensava. Este também é o menor buraco negro encontrado por meio de mapeamento de reverberação.

p "Este regime de galáxias anãs é amplamente inexplorado quando se trata das propriedades de seus buracos negros nucleares, "Gallo disse." Nós nem sabemos se cada galáxia tem um buraco negro. Isso adiciona um novo membro à família de buracos negros sobre os quais temos informações. "

p Esta informação também pode ajudar os astrônomos a entender como buracos negros muito maiores moldam as galáxias que ocupam. Um campo chamado feedback de buraco negro explora como os buracos negros afetam as propriedades de suas galáxias hospedeiras em escalas muito maiores do que sua atração gravitacional deveria alcançar.

p "Não há razão para que estrelas que vivem em ordens de magnitude maiores do que a área onde a gravidade do buraco negro domina devam saber que existe um buraco negro em sua galáxia, mas de alguma forma eles fazem, "Gallo disse." Os buracos negros de alguma forma moldam a galáxia em que vivem em escalas muito grandes, e porque não sabemos muito sobre galáxias menores com seus buracos negros menores, não sabemos se isso é verdade até o fim. Com esta medição, podemos adicionar mais informações a este relacionamento. "

p Este resultado surgiu de uma parceria entre a U-M Astronomy e o Departamento de Física e Astronomia da Universidade Nacional de Seul. As observações foram feitas no observatório GEMINI North no Havaí e no Observatório MDM no Arizona. GEMINI é operado por uma parceria entre os Estados Unidos, Canadá, Chile, Brasil, Argentina e Coréia.