p Os buracos negros supermassivos são os maiores buracos negros, com massas que podem ultrapassar um bilhão de sóis. Só nesta primavera, a primeira imagem do buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87 foi tirada, e pesquisadores descobriram recentemente o maior buraco negro supermassivo já visto. Apesar desses esforços inovadores, descobrir como esses buracos negros impulsionam a forma e a estrutura de uma galáxia continua a ser um desafio, porque a maioria deles está muito longe para que os telescópios atuais resolvam com precisão. p Um estudo publicado em Astronomia da Natureza descreve uma nova maneira de "pesar" buracos negros supermassivos no centro das galáxias usando distâncias entre galáxias vizinhas como proxy. A pesquisa foi uma colaboração global envolvendo pesquisadores de instituições no Reino Unido, Itália, Alemanha, Chile, e os Estados Unidos, incluindo os professores da Penn, Mariangela Bernardi e Ravi Sheth.

p A obtenção de uma estimativa precisa da massa de um buraco negro supermassivo geralmente é feita medindo-se a velocidade da poeira e do gás que gira em torno dele. Isso requer telescópios extremamente sensíveis usando uma análise complexa, e só pode ser feito para buracos negros grandes o suficiente para serem resolvidos e relativamente próximos da Terra. Contudo, se esta massa se correlaciona com outras propriedades da galáxia hospedeira, aqueles que podem ser medidos mesmo quando o buraco negro é menor ou mais distante, pode-se usar essas outras propriedades como "proxies" para a massa.

p Contudo, explica Bernardi, "Percebemos que há um viés na amostra próxima que foi usada para calibrar as massas. Os objetos para os quais atualmente podemos medir massas não parecem ser típicos. Nosso trabalho sugeriu que os buracos negros supermassivos são, na média, não tão massivo como se pensava anteriormente. "

p Para verificar essa diferença de massa, os pesquisadores desenvolveram uma maneira nova e muito diferente de estimar as massas dos buracos negros. Eles usaram o fato de que, enquanto um buraco negro é cercado por sua galáxia hospedeira, a própria galáxia é cercada por um "halo" ainda maior, feito de matéria escura. Galáxias que são cercadas por halos mais massivos são conhecidos por se agruparem com outras grandes, galáxias massivas. Uma vez que buracos negros mais massivos existem em galáxias mais massivas que têm halos mais massivos, a força de agrupamento realmente "pesa" os halos de matéria escura e, por procuração, as massas dos buracos negros em seus centros.

p Esta nova medição também sugere que os buracos negros supermassivos são menos massivos do que se pensava anteriormente, e poderia explicar por que alguns experimentos em andamento não produziram os resultados esperados. Por exemplo, pulsares, remanescentes de estrelas explodidas, brilham como faróis girando muito rapidamente que giram centenas de vezes por segundo. A luz dos pulsares é emitida de forma incrivelmente curta, intervalos regulares enquanto o feixe passa pela Terra continuamente. Os pesquisadores estão atualmente procurando por ondas gravitacionais causadas pela colisão de dois buracos negros supermassivos, o que deve fazer com que esses feixes se movam para longe da Terra conforme a onda passa e afeta o tempo dos pulsos.

p Como as mudanças esperadas ainda não foram vistas, diz Sheth, "As pessoas estavam começando a se preocupar que talvez a gravidade fosse estranha, ou talvez não entendamos totalmente a física das fusões que produzem as ondas de gravidade. Mas se as verdadeiras massas dos buracos negros forem menores do que se pensava anteriormente, então as ondas de gravidade previstas seriam mais fracas, tornando as mudanças no tempo do pulsar mais difíceis de detectar. "

p Nos próximos 10 anos, Espera-se que novos telescópios sejam capazes de obter medições de massa mais precisas para buracos negros e fornecer uma oportunidade para os pesquisadores testarem seu novo método contra conjuntos de dados maiores. Instalações como o Extremely Large Telescope, um de 39 metros programado para ser concluído em 2025, pode permitir aos pesquisadores medir buracos negros menores e mais distantes e suas galáxias hospedeiras diretamente.

p "Essas descobertas têm implicações significativas para a nossa compreensão da evolução e do crescimento de buracos negros supermassivos, "diz o autor principal Francesco Shankar. Bernardi acrescenta que este trabalho também permitirá aos pesquisadores estudar mais a conexão entre o crescimento de buracos negros supermassivos e a evolução das galáxias.