Uma descoberta inovadora na astrofísica está desafiando paradigmas de longa data sobre o comportamento e a evolução dos buracos negros. Pesquisadores identificaram um buraco negro ativo, em processo de alimentação, vagando a milhares de anos-luz do núcleo de sua galáxia anã hospedeira. Esta descoberta sem precedentes não só revisa nossa compreensão sobre onde esses gigantes cósmicos podem existir, mas também fornece informações cruciais sobre a natureza elusiva dos buracos negros de massa intermediária e como os buracos negros supermassivos podem ter atingido rapidamente tamanhos imensos no universo primordial.
O buraco negro errante foi encontrado em MaNGA 12772-12704, uma galáxia anã situada a aproximadamente 230 milhões de anos-luz da Terra. O que torna esta observação particularmente significativa é a sua localização: a cerca de 3.260 anos-luz do centro gravitacional da galáxia. Modelos astronômicos convencionais geralmente posicionam buracos negros supermassivos em acreção ativa – conhecidos como Núcleos Galácticos Ativos (AGN) – estavelmente nos corações das galáxias. A presença de uma fonte de energia tão poderosa longe do motor central esperado força uma reavaliação da dinâmica galáctica estabelecida.
O conceito de “buracos negros errantes” tem sido objeto de especulação teórica, particularmente em galáxias anãs. Acredita-se que esses sistemas menores, com suas histórias evolutivas mais simples e influências gravitacionais centrais mais fracas, sejam ambientes ideais para o deslocamento de buracos negros. Mecanismos como o recuo gravitacional de fusões galácticas ou interações complexas de múltiplos corpos são previstos para ejetar buracos negros de suas posições centrais. Simulações já haviam sugerido deslocamentos de até 3.000 anos-luz, uma previsão agora substanciada por observação direta.
Percepções Observacionais e Identificação
A descoberta começou com dados da pesquisa Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA), que revelou fraca atividade de AGN no centro de MaNGA 12772-12704, mas, mais notavelmente, fortes emissões de rádio deslocadas dele. Observações subsequentes usando o Very Long Baseline Array (VLBA) confirmaram condições extremas: temperaturas superiores a 1 bilhão de graus Celsius (1,8 bilhão de graus Fahrenheit) e um poderoso jato se estendendo por 7,2 anos-luz. Essas características são tipicamente indicativas de um buraco negro supermassivo em alimentação dentro de um AGN.
Investigações adicionais envolveram a análise de dados astronômicos de arquivo abrangendo de 1993 a 2023. Este registro observacional de longo prazo demonstrou que a região deslocada experimentou períodos de brilho e escurecimento ao longo de décadas – um comportamento característico de um buraco negro em acreção ativa de matéria e crescimento. A análise abrangente determinou que este buraco negro fora do centro possui uma massa de aproximadamente 300.000 vezes a do Sol. Essa massa o categoriza como um buraco negro de massa intermediária (IMBH), uma classe de objetos que tem, em grande parte, escapado à detecção direta por astrônomos.
Implicações para a Evolução Cósmica
A identificação deste IMBH é, por si só, um momento crucial. Os IMBHs são considerados os “intermediários” cruciais na cadeia evolutiva, preenchendo a lacuna entre buracos negros de massa estelar (dezenas a milhares de massas solares) e buracos negros supermassivos (milhões a bilhões de massas solares). Sua natureza elusiva tem representado um desafio para a compreensão de como buracos negros de massa estelar se coalescem ao longo de escalas de tempo cósmicas para formar os colossais buracos negros supermassivos observados nos centros galácticos. Esta pesquisa confirma que um IMBH pode sustentar a acreção e produzir jatos, muito parecido com um buraco negro supermassivo, mesmo quando situado fora do núcleo galáctico.
Esta descoberta sugere que os buracos negros podem se alimentar e crescer eficazmente “fora do local”, longe dos ambientes densos e ricos em gás dos centros galácticos. Tal mecanismo de crescimento alternativo poderia impactar profundamente as teorias que explicam como os buracos negros supermassivos conseguiram crescer para massas incríveis tão cedo na história do universo, menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Como observou An Tao, líder da equipe do Observatório Astronômico de Xangai, “Esta descoberta nos leva a repensar a coevolução buraco negro-galáxia. Buracos negros não são apenas ‘motores’ centrais; eles também podem silenciosamente remodelar suas galáxias hospedeiras a partir das periferias.” A pesquisa da equipe foi publicada em 4 de setembro na revista Science Bulletin, abrindo novas avenidas para a exploração astronômica futura, particularmente com a próxima geração de telescópios avançados que prometem descobrir mais desses buracos negros anteriormente “perdidos”.