Braços de galáxias espirais permitem medir facilmente a massa dos buracos negros centrais

Astrónomos da Universidade de Tecnologia de Swinburne, Austrália, e da Universidade de Minnesota em Duluth, EUA, criaram um método para que qualquer um, mesmo uma criança da escola primária, possa olhar para uma galáxia espiral e estimar a massa do seu buraco negro central escondido. A investigação teve o apoio do Australian Research Council e foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma vez que os buracos negros não emitem luz, são normalmente estudados através de observações, realizadas com alta tecnologia, das estrelas e do gás existentes à sua volta, o que fornece depois uma medida aproximada do tamanho do buraco negro.

Esta nova investigação baseou-se nessas medidas para mostrar que a massa de um buraco negro pode ser estimada com precisão observando apenas os braços espirais da sua galáxia hospedeira.

Há quase um século, Sir James Jeans e Edwin Hubble observaram que as galáxias espirais com grandes bojos centrais possuem braços em espiral fortemente apertados, enquanto que as de pequenos bojos têm braços em espiral abertos. Desde então, centenas de milhares de galáxias espirais foram classificadas dependendo da geometria dos seus braços.

Marc Seigar, do Colégio Swenson de Ciências e Engenharia da Universidade de Minnesota em Duluth, coautor do estudo, descobriu, há quase uma década, uma relação entre a massa central do buraco negro e a tensão nos braços espirais da galáxia. Benjamin Davis e Alister Graham, do Centro de Astrofísica e Supercomputação de Swinburne, lideraram a nova investigação revendo essa relação.

Depois de analisarem cuidadosamente uma maior amostra de imagens de galáxias, obtidas por vários telescópios espaciais, os investigadores observaram uma relação inesperadamente forte e que prevê buracos negros de massa menor em galáxias com braços espirais abertos.

“Esta correlação compete com todos os outros métodos usados ​​para prever massas de buracos negros, e é talvez melhor,” afirmou Davis. “Qualquer um pode agora olhar para uma imagem de uma galáxia espiral e avaliar imediatamente o quão massivo deve ser o seu buraco negro.”

Como o padrão espiral é uma característica dos discos das galáxias, o estudo dá destaque à relação mal conhecida entre discos galácticos e buracos negros. Além disso, o procedimento permite prever massas de buracos negros em galáxias de disco puras, ou seja, sem bojo estelar. “Isto implica que os buracos negros e os discos das suas galáxias hospedeiras devem evoluir em paralelo,” disse Davis.

“Agora, este mistério do Universo que é revelar a massa do buraco negro central de uma galáxia espiral parece tão simples como o ‘bê-á-bá’,” disse Graham, acrescentando: “e a relação ajudará também a investigar uma população esperada, mas ainda em falta, de buracos negros de massa intermédia (entre 100 e 100 mil vezes a massa do Sol). São difíceis de detetar, porque embora tenham massas superiores às de qualquer estrela, são mais pequenos que os buracos negros supermassivos das galáxias gigantes que crescem atingindo milhares de milhões de massas solares.”

Os astrónomos, a trabalhar no Centro OZGrave para a Excelência do Australian Research Council, pretendem perseguir estes buracos negros fugidios e investigar as suas implicações na produção de ondas gravitacionais.

Fonte da notícia: RAS