Estudo sugere a presença de galáxias não convencionais com dois buracos negros centrais

Estudo sugere a presença de galáxias não convencionais com dois buracos negros centrais

Uma equipa internacional de astrónomos, da qual faz parte um cientista da Universidade Clemson, Carolina do Sul, identificou emissões periódicas de raios gama de 11 galáxias ativas, abrindo caminho para futuros estudos de galáxias não convencionais que podem abrigar no centro dois buracos negros supermassivos.

Os astrónomos consideram que a maioria das galáxias hospeda no centro um buraco negro. Porém, galáxias com dois buracos negros centrais são ainda apenas teoria.

“Em geral, os buracos negros supermassivos são caracterizados por massas superiores a um milhão de massas solares,” disse Pablo Peñil, estudante de doutoramento na Universidad Complutense de Madrid, Espanha, e principal autor do estudo. “Alguns destes buracos negros supermassivos, conhecidos como núcleos galácticos ativos (AGN), aceleraram as partículas até velocidades próximas da velocidade da luz, em feixes colimados a que se dá o nome de jatos. A emissão desses jatos é detetada em todo o espectro eletromagnético, mas a maior parte da sua energia é libertada na forma de raios gama.”

Os raios gama, que são a forma de luz de mais alta frequência, são detetados pelo Fermi-LAT (Large Area Telescope a bordo do Telescópio Espacial Fermi de raios gama, da NASA). Os AGN são caracterizados por variações bruscas e imprevisíveis no brilho.

“Identificar padrões regulares nestas emissões de raios gama é como olhar para um mar tempestuoso e procurar um pequeno conjunto de ondas regulares provocado pela passagem de um pequeno barco,” disse Peñil. “Torna-se muito rapidamente um grande desafio.”

A equipa realizou com sucesso o difícil primeiro passo de identificar um grande número de galáxias que emitem periodicamente ao longo de anos, e está a tentar perceber o que produz tal comportamento periódico nestes AGN. Há várias explicações possíveis que são fascinantes.

“O próximo passo será a preparação de campanhas de observação com outros telescópios para acompanharmos de perto estas galáxias, com a esperança de podermos desvendar razões por detrás destas observações,” disse Marco Ajello, professor associado do departamento do  física e astronomia do College of Science da Universidade Clemson, coautor do artigo. “Temos algumas possibilidades em mente – desde efeitos de farol produzidos pelos jatos, até modulações no fluxo de matéria para o buraco negro – mas uma solução muito interessante seria a periodicidade ser produzida por um par de buracos negros supermassivos girando em torno um do outro. Compreender a relação destes buracos negros com o seu ambiente será essencial para uma conseguirmos uma imagem completa da formação de galáxias.”

Graças a uma década de observações realizadas pelo Fermi-LAT, a equipa conseguiu identificar a repetição dos sinais de raios gama em ciclos de alguns anos. Em média, estas emissões repetem-se a cada dois anos.

“O nosso estudo representa o mais completo trabalho até ao momento sobre a procura de periodicidade em raios gama, um estudo que será fundamental para podermos obter informações sobre a origem deste comportamento peculiar,” disse Alberto Domínguez, orientador de doutoramento de Peñil em Madrid, tendo sido também investigador no grupo de Ajello em Clemson, e coautor do artigo. “Usámos nove anos de observações contínuas em todo o céu. Entre os mais de dois mil AGN analisados, apenas uma dúzia se destaca com esta intrigante emissão cíclica.”

O aumento da limitada amostra de emissores periódicos constitui um importante avanço para a compreensão dos processos físicos subjacentes nestas galáxias.

“Anteriormente, apenas se conheciam dois blazares com mudanças periódicas no brilho de raios gama. Graças ao nosso estudo, podemos dizer com confiança que tal comportamento está presente em outras 11 fontes,” disse Sara Buson, professora da Universidade de Würzburg, na Alemanha, e também coautora do estudo. “Além disso, o nosso estudo descobriu mais 13 galáxias com sinais de emissão cíclica, mas para podermos ter uma confirmação segura precisamos de esperar que o Fermi-LAT recolha ainda mais dados.”

Os resultados desta investigação foram publicados na revista The Astrophysical Journal, a 19 de junho de 2020, num artigo como o título: Systematic search for gamma-ray periodicity in active galactic nuclei detected by the Fermi Large Area Telescope.

Fonte da notícia: the NEWSSTAND (Clemson Edu.)

Tradução: Teresa Direitinho

New research hints at the presence of unconventional galaxies containing two black holes

A Clemson University scientist has joined forces with an international team of astronomers to identify periodic gamma-ray emissions from 11 active galaxies, paving the way for future studies of unconventional galaxies that might harbor two supermassive black holes at their centers.

Among astronomers, it has long been well-established that most galaxies host a black hole at their center. But galaxies hosting a pair of black holes has remained theoretical.

The results of the team’s research appeared in The Astrophysical Journal on June 19, 2020 […] Read the original article on the NEWSSTAND (Clemson Edu.).