“Na paleontologia,a descoberta de certos fósseis pode ajudar os cientistas a preencher as falhas evolucionárias entre diferentes dinossauros,” disse Mar Mezcua do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano, que chefiou o estudo. “Nós fazemos a mesma coisa na astronomia, mas frequentemente temos de"cavar" nossas descobertas em galáxias distantes milhões de anos-luz.”
O intrigante objeto, chamado NGC2276-3c, está localizado no braço da galáxia espiral NGC 2276, que está distante cerca de 100 milhões de anos-luz da Terra. NGC2276-3c parece ser o que os astronautas chamam “buraco negro de massa intermediária” (IMBH).
Durante muitos anos, os cientistas encontraram provas conclusivas de buracos negros menores que contêm cerca de cinco a trinta vezes a massa do Sol. Há também muita informação sobre os chamados buracos negros supermassivos que se situam no centro das galáxias e pesam milhões, ou mesmo bilhões de vezes a massa do Sol.
Como sugerem seus nomes, os IMBHs representam uma classe de buracos negros que se situam entre esses dois grupos bem estabelecidos, com massas na faixa de de algumas centenas de vezes a massa solar. Uma dos motivos da importãncia dos IMBHs é o fato de eles poderem ser as sementes das quais se formaram os buracos negros supermassivos no universo primordial.
“Os astrônomos vêm procurando intensamente esses buracos negros de tamanho médio,” disse o coautor Tim Roberts, da Universidade de Durham, no Reino Unido. “Têm surgido pistas de que eles existem, porém os IMBHs vêm se comportando como um parente há muito desaparecido, que não se interessa em ser encontrado.”
“Os astrônomos vêm procurando intensamente esses buracos negros de tamanho médio,” disse o coautor Tim Roberts, da Universidade de Durham, no Reino Unido. “Têm surgido pistas de que eles existem, porém os IMBHs vêm se comportando como um parente há muito desaparecido, que não se interessa em ser encontrado.”
Para conhecer melhor NGC2276-3c, os pesquisadores o observaram quase simultaneamente em raios X com o Chandra e em ondas de rádio com o European Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Network. Os dados em raios X e rádio, conjuntamente com uma relação observada entre luminosidades em rádio e raios X para fontes alimentadas por buracos negros, foram usados para calcular a massa do buraco negro. Uma massa de cerca de 50.000 vezes a do Sol foi obtida, situando-o na faixa dos IMBHs.
“Descobrimos que NGC2276-3c tem traços similares aos de buracos negros de massa estelar e também supermassivos” disse o coautor Andrei Lobanov odo Instituto Max Planck de Radioastronomia, em Bonn, Alemanha. “Em suma, este objeto ajuda a compor a imagem de toda a família de buracos negros.”
Além de sua massa, outra notável propriedade de NGC2276-3c é que ele produziu um potente jato de rádio que se estende por até 2.000 anos-luz. A região próxima ao jato, que se estende por cerca de 1.000 anos-luz de NGC2276-3c parece ter falta de jovens estrelas. Isso prova que IMBH pode ter tido uma forte influência em seu meio ambiente, já que o jato pode ter clareado uma cavidade no gás e suprimido a formação de novas estrelas. Estudos posteriores do jato de NGC2276-3c poderiam fornecer uma visão dos potencialmente grandes efeitos que as sementes de buracos negros supermassivos no universo primordial têm tido sobre seus arredores.
A localização deste IMBH em um braço espiral def NGC 2276 traz outras perguntas. Ele teria se formado na galáxia, ou teria vindo do centro de uma galáxia anã que colidiu e se fundiu com NGC 2276 no passado?
Este IMBH é uma das oito fontes ultraluminosas de raios X (ULXs) em NGC 2276 estudadas por Anna Wolter do Instituto Nacional de Astrofísica em Milão (INAF), Itália, e colegas. Centenas de ULXs foram detectados nos últimos 30 anos; entretanto, a natureza dessas fontes é ainda objeto de discussões, acreditando-se que algumas contenham IMBHs.
Observações do Chandra mostram que uma aparente ULX observada pelo telescópio XMM-Newton é, na verdade, cinco ULXs distintas, inclusive NGC2276-3c. O estudo de Wolter concluiu que uma quantidade de estrelas de cerca de quinze vezes o equivalente à massa solar estão se formando a cada ano em NGC 2276. Este alto ritmo de formação estelar pode ter sido desencadeado por uma colisão com uma galáxia anã, apoiando a ideia de fusão para a origem do IMBH.
Observações do Chandra mostram que uma aparente ULX observada pelo telescópio XMM-Newton é, na verdade, cinco ULXs distintas, inclusive NGC2276-3c. O estudo de Wolter concluiu que uma quantidade de estrelas de cerca de quinze vezes o equivalente à massa solar estão se formando a cada ano em NGC 2276. Este alto ritmo de formação estelar pode ter sido desencadeado por uma colisão com uma galáxia anã, apoiando a ideia de fusão para a origem do IMBH.
Tradução de Luiz Leitão
“In paleontology, the discovery of certain fossils can help scientists fill in the evolutionary gaps between different dinosaurs,” said Mar Mezcua of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, who led the study. “We do the same thing in astronomy, but we often have to ‘dig’ up our discoveries in galaxies that are millions of light years away.”
The intriguing object, called NGC2276-3c, is located in an arm of the spiral galaxy NGC 2276, which is about 100 million light years from Earth. NGC2276-3c appears to be what astronomers call an “intermediate-mass black hole” (IMBH).
For many years, scientists have found conclusive evidence for smaller black holes that contain about five to thirty times the mass of the sun. There is also a lot of information about so-called supermassive holes that reside at the center of galaxies and weigh millions or even billions times the sun’s mass.
As their name suggests, IMBHs represent a class of black holes that fall in between these two well-established groups, with masses in the range of a few hundred to a few hundred thousand solar masses. One reason that IMBHs are important is that they could be the seeds from which supermassive black holes formed in the early universe.
“Astronomers have been looking very hard for these medium-sized black holes,” said co-author Tim Roberts of the University of Durham in the UK. “There have been hints that they exist, but the IMBHs have been acting like a long-lost relative that isn’t interested in being found.”
“Astronomers have been looking very hard for these medium-sized black holes,” said co-author Tim Roberts of the University of Durham in the UK. “There have been hints that they exist, but the IMBHs have been acting like a long-lost relative that isn’t interested in being found.”
To learn about NGC2276-3c, the researchers observed it at almost the same time in X-rays with Chandra and in radio waves with the European Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Network. The X-ray and radio data, along with an observed relation between radio and X-ray luminosities for sources powered by black holes, were used to estimate the black hole’s mass. A mass of about 50,000 times that of the sun was obtained, placing it in the range of IMBHs.
“We found that NGC2276-3c has traits similar to both stellar-mass black holes and supermassive black holes” said co-author Andrei Lobanov of the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany. “In other words, this object helps tie the whole black hole family together.”
In addition to its mass, another remarkable property of NGC2276-3c is that it has produced a powerful radio jet that extends up to 2,000 light years. The region along the jet that extends for about 1,000 light years from NGC2276-3c seems to be missing young stars. This provides evidence that the IMBH may have had a strong influence on its environment, as the jet could have cleared out a cavity in the gas and suppressed the formation of new stars. Further studies of the NGC2276-3c jet could provide insight into the potentially large effects that supermassive black hole seeds in the early universe have had on their surroundings.
The location of this IMBH in a spiral arm of NGC 2276 raises other questions. Was it formed within the galaxy, or did it come from the center of a dwarf galaxy that collided and merged with NGC 2276 in the past?
This IMBH is one of eight ultraluminous X-ray sources (ULXs) in NGC 2276 studied by Anna Wolter of the National Institute for Astrophysics (INAF) in Milan, Italy, and her colleagues. Hundreds of ULXs have been detected in the last 30 years; however, the nature of these sources is still a matter of debate, with some thought to contain IMBHs. Chandra observations show that one apparent ULX observed by ESA’s XMM-Newton is actually five separate ULXs, including NGC2276-3c. Wolter’s study concluded that about five to fifteen solar masses worth of stars are forming each year in NGC 2276. This high rate of star formation may have been triggered by a collision with a dwarf galaxy, supporting the merger idea for the IMBH’s origin.
Nenhum comentário:
Postar um comentário