Pequenos buracos negros orbitam sub-repticiamente buracos negros supermassivos, diz nova teoria

Cientistas das universidades de Oxford (Reino Unido) e Columbia (EUA) publicaram um artigo que descreve os mecanismos de interação dos buracos negros de massa estelar com seus “irmãos mais velhos” – buracos negros supermassivos no núcleo das galáxias.

Fonte da imagem: ras.ac.uk

Encontrados nos núcleos da maioria, se não de todas as galáxias, os buracos negros supermassivos podem atingir milhões e bilhões de vezes a massa do sol. Eles são frequentemente cercados por discos de gás e poeira, que aquecem a temperaturas colossais e emitem um brilho intenso. Parte dessa matéria vai diretamente para o buraco negro e parte acaba em seus pólos, de onde é ejetada em velocidades próximas à da luz, produzindo também um brilho poderoso. Esses objetos são chamados de quasares – eles podem ser tão brilhantes que o brilho de outras estrelas nas galáxias em que estão localizados não é visível atrás deles.

Os autores do estudo argumentam que, junto com os quasares, buracos negros relativamente pequenos com massas de três a dez massas solares também podem ser encontrados nos núcleos ativos das galáxias e crescem ao se fundirem. Os quasares podem ter impacto nas colisões de pequenos buracos negros, e esses processos podem ser fixados na Terra por ondas gravitacionais – ondulações no espaço e no tempo que esses processos criam. Os dados foram obtidos a partir de uma série de simulações de computador complexas, cada uma das quais levou três meses. A simulação reproduziu os mecanismos de interação entre buracos negros supermassivos e buracos negros de massa estelar.

A simulação mostrou que os buracos negros de massa estelar podem ser puxados para os discos de acreção de suas contrapartes supermassivas, onde se combinam em sistemas binários com sua própria espécie. O gás e a poeira nesses discos diminuem a velocidade de pequenos buracos negros – eles não se separam, mas estão ligados gravitacionalmente uns aos outros. Ao fazer isso, cada um forma seu próprio disco de acreção, uma versão menor do que envolve o objeto supermassivo. Fusões de buracos negros de massa estelar também geram fortes explosões de gás. Descobriu-se também que, em metade desses sistemas, pequenos buracos negros giram em torno do supermassivo na direção oposta à sua própria rotação – o chamado movimento retrógrado.

Os autores do estudo apontam que seus resultados confirmam a possibilidade de fusões de buracos negros nas órbitas de supermassivos e também explicam “muitos ou talvez a maioria dos sinais de ondas gravitacionais que observamos hoje”.