Buracos negros podem ter esvaziado o centro de uma galáxia

Astrônomos identificaram um vazio sem estrelas no centro da galáxia Abell 402-BCG, a cerca de 4 bilhões de anos-luz da Terra. A região mede 3.200 anos-luz e pode ter surgido pela ação de dois buracos negros ultramassivos em colisão.

A descoberta, publicada no The Astrophysical Journal Letters, muda a leitura de uma mancha escura vista desde 2018. O que parecia poeira bloqueando luz agora parece uma cavidade real, esculpida por gravidade extrema.

Poeira não explica o vazio

A hipótese inicial tratava a região escura como uma nuvem de poeira. Essa explicação fazia sentido, porque poeira pode esconder estrelas no centro de galáxias.

De acordo com o Daily Galaxy, a equipe liderada por Michael McDonald, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, testou essa ideia com o Telescópio Espacial James Webb e o Very Large Telescope.

O teste usou uma característica simples da poeira. Ela bloqueia mais luz visível e bloqueia menos luz infravermelha.

Se a mancha escura fosse poeira, o Webb deveria enxergar melhor a região no infravermelho. Porém, a cavidade continuou escura, tanto nos dados do Hubble quanto nos do James Webb.

Esse resultado indicou um vazio real de estrelas. A equipe estima que faltam cerca de 2 bilhões de massas solares em estrelas naquela área.

Duas fontes aparecem nas bordas

Com a poeira descartada, os astrônomos procuraram o que poderia remover tantas estrelas. O James Webb detectou uma fonte infravermelha brilhante em uma das bordas da cavidade.

Essa fonte tem assinatura de um buraco negro ativo. Esse brilho surge quando gás e poeira aquecem antes de cair no objeto.

Por outro lado, o espectrógrafo MUSE, no Very Large Telescope, encontrou outra fonte de gás ionizado no lado oposto do vazio. Esse segundo sinal combina com outro buraco negro ativo.

As duas fontes têm velocidade relativa de cerca de 370 quilômetros por segundo. Esse dado sugere que elas orbitam um centro de gravidade comum.

Uma dupla de 60 bilhões de sóis

Os dois buracos negros suspeitos somam cerca de 60 bilhões de vezes a massa do Sol. Isso faria do sistema uma dupla extrema entre buracos negros conhecidos.

A estrutura maior do núcleo mede cerca de 6.500 anos-luz. Os pesquisadores estimam que ela nasceu em uma fusão anterior, envolvendo um buraco negro de 50 bilhões de massas solares.

Esse processo acontece quando galáxias colidem. Seus buracos negros centrais migram para o centro comum e arremessam estrelas para fora da região.

O resultado pode ser um núcleo quase vazio. Na Abell 402-BCG, esse vazio virou a pista principal da colisão.

Por que essa galáxia importa

A equipe calcula que a dupla atual orbita junta há poucas dezenas de milhões de anos. Para uma galáxia, esse intervalo representa uma fase recente.

Simulações indicam que só cerca de 0,5% das galáxias massivas aparecem nessa etapa. Isso torna a Abell 402-BCG uma janela rara para estudar fusões em andamento.

Astrônomos acreditam que a dupla deve formar um único buraco negro no futuro.