Quando duas galáxias colidem, seus buracos negros centrais se fundem, emitindo ondas gravitacionais. Os astrônomos teorizam que um efeito de recuo às vezes chuta o buraco negro fundido para fora da galáxia enquanto arrasta estrelas próximas para o passeio. Pesquisadores da SRON e da Radboud University já fizeram uma previsão de como esses clusters se parecerão para identificá-los e provar sua existência. Suas descobertas são publicadas em MNRAS .

Os astrônomos pensam que todas as galáxias massivas abrigam um buraco negro central pesando milhões a bilhões de massas solares. Buracos negros menores podem estar presentes nos núcleos de galáxias anãs. O buraco negro central mais famoso é aquele dentro da galáxia M87, que se tornou o primeiro a ser fotografado em 2019.

Quando duas galáxias se fundem, suas estrelas irão se misturar sem colidir, mas os dois buracos negros centrais irão se fundir. A fusão produz ondas gravitacionais transportando quantidades extremas de energia, comparável a uma bomba atômica com a massa de vários sóis. Você pode imaginar que se esta energia for irradiada, mesmo que ligeiramente assimetricamente, haverá um recuo na outra direção, semelhante a um astronauta disparando uma arma no espaço. Se o recuo for forte o suficiente, o buraco negro resultante da fusão é ejetado de sua própria galáxia. Todas as estrelas que foram gravitacionalmente ligadas a ele serão puxadas para a viagem. É assim que surgem os aglomerados estelares hipercompactos (HCSCs) - pelo menos de acordo com a teoria; eles ainda não foram identificados na vida real.

Um grupo de astrônomos do SRON Netherlands Institute for Space Research e da Radboud University descobriu que HCSCs podem estar escondidos em bancos de dados existentes, incluindo aqueles do telescópio Gaia e do Sloan Digital Sky Survey. Mas eles rapidamente perceberam que ninguém fez previsões detalhadas sobre como eles seriam no banco de dados.

Então, como primeiro passo em sua busca, eles agora fizeram suas próprias previsões e as publicaram no Avisos mensais da Royal Astronomical Society . A equipe - incluindo o primeiro autor Davide Lena e o líder do grupo Peter Jonker - prevê as cores, imagens e espectros de HCSCs feitos sob medida para cada banco de dados. Eles também calcularam como um cluster apareceria em uma imagem de telescópio bidimensional.

Se os pesquisadores conseguirem identificar o primeiro HCSC da vida real, eles podem derivar a velocidade de chute que recebeu do recuo após a fusão das duas galáxias de onde emergiu. Lena disse, “Isso já foi calculado a partir de simulações de ondas gravitacionais, mas aqueles são baseados em teorias que precisam ser confirmadas por observações. "

Quaisquer buracos negros ejetados nos arredores da Via Láctea terão sido o resultado de fusões entre uma galáxia anã e uma jovem Via Láctea que recentemente começou do zero, construindo um enorme buraco negro em seu centro. Portanto, esses buracos negros fundidos não devem ter mais do que uma massa intermediária; entre centenas e centenas de milhares de massas solares. "A existência de buracos negros de massa intermediária é debatida, "diz Lena." Se de fato encontrarmos HCSCs, mostraremos ao mesmo tempo a existência de buracos negros de massa intermediária. Podemos então confirmar isso medindo a massa dos buracos negros por meio de observações espectroscópicas do HCSC. "

Jonker diz, "Acreditamos que as fusões desempenham um papel importante na formação de buracos negros massivos. O satélite LISA da ESA, a ser lançado em 2034, será capaz de detectar suas ondas gravitacionais. Entre outros, SRON e Radboud University estão definidos para contribuir para a construção deste satélite fantástico. "