eso2117pt — Nota de Imprensa Científica

Telescópio do ESO descobre o par de buracos negros supermassivos mais próximo da Terra encontrado até à data

30 de Novembro de 2021

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os astrónomos descobriram o par de buracos negros supermassivos mais próximo da Terra encontrado até à data. Os dois objetos apresentam também uma separação muito mais pequena do que qualquer outro par destes objetos descoberto até agora, o que aponta para a sua eventual fusão num único buraco negro gigante.

Situado na galáxia NGC 7727 na constelação do Aquário, o par de buracos negros supermassivos encontra-se a aproximadamente 89 milhões de anos-luz de distância da Terra. Apesar de parecer distante, este par bate por uma grande margem o recorde de proximidade de um sistema deste tipo, o qual era de 470 milhões de anos-luz, tornando-se assim o par de buracos negros conhecido mais próximo de nós.

Os buracos negros supermassivos escondem-se no coração de galáxias massivas e quando duas destas galáxias se fundem, os seus buracos negros acabam em rota de colisão. O par na NGC 7727 bate também o recorde da separação mais pequena conhecida entre dois buracos negros supermassivos, já que os observamos separados de apenas 1600 anos-luz. “Esta é a primeira vez que descobrimos dois buracos negros supermassivos tão perto um do outro, na realidade separados de menos de metade da menor distância anteriormente conhecida para este tipo de objetos,” disse Karina Voggel, astrónoma no Observatório de Estrasburgo, França, e autora principal do estudo publicado hoje online na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A pequena separação e velocidade dos dois buracos negros indica que estes objetos se irão fundir num único buraco negro gigante, provavelmente nos próximos 250 milhões de anos,” acrescenta o co-autor Holger Baumgardt, professor na Universidade de Queensland, Austrália. A fusão de buracos negros como estes pode explicar a existência dos mais massivos buracos negros que existem no Universo.

Voggel e a sua equipa conseguiram determinar as massas dos dois objetos ao observar como é que a atração gravitacional dos buraco negros influencia o movimento das estrelas que os circundam. O buraco negro maior, situado mesmo no centro da NGC 7727, tem uma massa de quase 154 milhões de vezes a massa do nosso Sol, enquanto o seu companheiro apresenta uma massa de 6,3 milhões de vezes a massa solar.

Esta é a primeira vez que foram medidas desta maneira as massas de um par de buracos negros supermassivos, algo apenas possível devido à proximidade deste sistema à Terra e às observações detalhadas que a equipa obteve no Observatório do Paranal, no Chile, com o MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), um instrumento montado no VLT do ESO, com o qual Voggel aprendeu a trabalhar durante o seu tempo de estudante no ESO. A medição das massas com o MUSE e o uso de dados adicionais obtidos com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA permitiram à equipa confirmar que os objetos na NGC 7727 são de facto buracos negros supermassivos.

Os astrónomos já suspeitavam anteriormente que esta galáxia acolhia dois buracos negros, no entanto a sua presença não tinha ainda sido confirmada, uma vez que não se observam grandes quantidades de radiação de alta energia emitida na sua vizinhança, o que seria uma indicação segura da sua presença. “A nossa descoberta implica que podem existir muitas mais destas relíquias de galáxias fundidas que poderão conter muitos buracos negros massivos à espera de serem descobertos,” diz Voggel, “o que poderá aumentar em 30% o número total de buracos negros supermassivos no Universo local.

A procura deste tipo de pares de buracos negros supermassivos escondidos irá certamente dar um grande passo em frente com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, previsto para começar as suas operações mais para o final desta década no deserto chileno do Atacama. “Esta detecção de um par de buracos negros supermassivos é apenas o início,” diz o co-autor Steffen Mieske, astrónomo do ESO no Chile e Chefe das Operações Científicas no Paranal. “Com o instrumento HARMONI, que será montado no ELT, poderemos detectar objetos como este mas muito mais longínquos do que é atualmente possível. O ELT do ESO será por isso crucial para compreendermos estes objetos.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito no artigo científico intitulado "First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation" publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).

A equipa é composta por: Karina T. Voggel (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, França), Anil C. Seth (University of Utah, Salt Lake City, EUA [UofU]), Holger Baumgardt (School of Mathematics and Physics, University of Queensland, St. Lucia, Austrália), Bernd Husemann (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemanha [MPIA]), Nadine Neumayer (MPIA), Michael Hilker (Observatório Europeu do Sul, Garching bei München, Alemanha), Renuka Pechetti (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Reino Unido), Steffen Mieske (Observatório Europeu do Sul, Santiago de Chile, Chile), Antoine Dumont (UofU) e Iskren Georgiev (MPIA).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Strasbourg Observatory, University of Strasbourg
Strasbourg, France
Email: karina.voggel@astro.unistra.fr

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St. Lucia, Queensland, Australia
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2117, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

Sobre a Nota de Imprensa

Nº da Notícia:eso2117pt
Nome:NGC 7727
Tipo:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2022A&A...658A.152V

Imagens

Imagens próxima e alargada do par de buracos negros supermassivos mais perto de nós
Imagens próxima e alargada do par de buracos negros supermassivos mais perto de nós
Imagem próxima do par de buracos negros supermassivos mais perto de nós
Imagem próxima do par de buracos negros supermassivos mais perto de nós
Colisões no céu
Colisões no céu
Imagem de grande angular da região do céu onde se encontra a galáxia NGC 7727
Imagem de grande angular da região do céu onde se encontra a galáxia NGC 7727

Vídeos

Buracos negros supermassivos em rota de colisão (ESOcast 246 Light)
Buracos negros supermassivos em rota de colisão (ESOcast 246 Light)
Viagem até ao par mais próximo de buracos negros supermassivos
Viagem até ao par mais próximo de buracos negros supermassivos
Como o MUSE descobriu o par mais próximo de buracos negros supermassivos
Como o MUSE descobriu o par mais próximo de buracos negros supermassivos