Se o personagem rabelaisiano de Gargântua fosse um objeto cósmico, provavelmente seria um buraco negro supermassivo. Ao contrário dos buracos negros clássicos que se formam após o colapso gravitacional das estrelas mais massivas – isto é, todas aquelas com uma massa inicial superior a 25 vezes a do Sol – o mecanismo de formação de buracos negros supermassivos permanece obscuro: acreção de sementes de buracos negros primordiais? colapso de nuvens de gás?
Presentes nos centros das galáxias, esses monstros cósmicos pesam entre um milhão e dez bilhões de vezes a massa do Sol. Eles revelam intensa atividade com emissão de gás muito quente e uma força gravitacional colossal em seu ambiente. Eles fornecem energia às galáxias enquanto sugam matéria e poeira, o que afeta a formação de estrelas. Todo o buraco negro e seu disco de acreção formam o que é comumente chamado de núcleo galáctico ativo (AGN).
No entanto, estes últimos estão longe de estarem isolados e podem interagir com outros centros galácticos, principalmente quando existe um cenário de fusão. Isto é particularmente o que investigadores americanos descobriram com a detecção de um sistema triplo de galáxias em fusão iminente. O estudo de astrofísicos, publicado em Cartas de diários astrofísicosdetalha J1218/J1219+1035, um sistema localizado a 1,2 mil milhões de anos-luz de distância e que compreende três galáxias em fusão, cada uma contendo um buraco negro supermassivo.
A fusão contínua de três galáxias
Embora dois outros trios de núcleos galácticos ativos prestes a se combinar já tenham sido detectados em 2001 e 2019, aqueles recentemente identificados pela combinação de dados ópticos, infravermelho médio e de rádio pelos radiotelescópios Very Large Array e Very Large Baseline Array revelaram-se compactos e apresentam uma configuração única que destaca a natureza principal de tal descoberta: “Normalmente, detectamos esses objetos em sistemas singulares – uma galáxia com um único buraco negro. AGNs triplos revelam-se mais raros do que aqueles agrupados em pares. Esta é a primeira vez que conseguimos ver três núcleos acesos no domínio do rádio, o que justifica a sua singularidade,” conforme relatado por Emma Schwartzman, astrofísica do Observatório Naval dos Estados Unidos (USNO) e primeira autora da publicação, em comunicado à imprensa.
Os pesquisadores então assumem uma ligação entre esta assinatura no domínio do rádio e o processo de fusão: “A detecção de três AGNs de rádio neste sistema sugere que ambientes de fusão como este são locais ideais para a geração de núcleos de rádio galácticos. Na verdade, a emissão de rádio parece ser uma propriedade onipresente em todos os sistemas AGN triplos conhecidos. As observações de rádio podem, além disso, ser um método ideal para selecionar e estudar cada vez mais AGNs multissistemas como este.”observa Ryan Pfeifle, astrofísico do Centro Espacial Goddard da NASA e coautor do estudo, no comunicado de imprensa do Observatório Naval Americano.
Uma ferramenta para navegação
Ainda que esta descoberta seja de capital importância no domínio da astrofísica, é, surpreendentemente, um ponto de referência para a navegação, nomeadamente da Marinha dos Estados Unidos (Navy) através da utilização do Quadro de Referência Celestial Internacional (ICRF): “Núcleos distantes são usados para determinar nossa posição no espaço. AGNs divididos por dois ou três gerar uma potencial fonte de erro neste local, daí a importância de identificá-los e estudá-los como J1218/1219+1035“, explica Nathan Secrest, chefe da divisão de quadros de referência radioópticos do USNO. Tal sistema de localização está centralizado no baricentro (centro de gravidade) do sistema solar, ou seja, nossa estrela, e é orientado em relação à posição de numerosas fontes de rádio extragalácticas.
Mapa IRCF mostrando a posição de 303 fontes de rádio projetadas na cúpula celeste e identificadas por suas coordenadas: declinação em graus (vertical) e ascensão reta em horas (horizontal). A cor de cada ponto corresponde à incerteza na posição de cada fonte de rádio. Crédito : P. Charlot et al., Astronomia e Astrofísica, 2020.
Entenda melhor a evolução dos buracos negros
A observação de sistemas de núcleos em interação como o J1218/1219+1035 em vários domínios eletromagnéticos da luz, como visível, infravermelho ou rádio, amplia, portanto, a nossa compreensão do crescimento e evolução de buracos negros supermassivos.
Os investigadores planeiam, portanto, outras observações do sistema triplo, nomeadamente nos domínios dos raios X e do infravermelho próximo, que permitirão caracterizar melhor o ambiente de cada núcleo galáctico activo e a influência gravitacional na sua galáxia hospedeira: “Ainda há muito trabalho a ser feito neste sistema específico. Se conseguirmos demonstrar a troca de matéria entre galáxias, isso nos fornecerá informações sobre o histórico de fusões do sistema triplo.“, conclui Emma Schwartzman.