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out 06

XJ1417+52: Observatórios de raios-X Chandra e XMM-Newton encontram evidências de um buraco negro errante

http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/xj1417.jpg

Essa imagem de campo largo nos mostra parcialmente a região conhecida como ‘Faixa Estendida de Groth’. Uma das galáxias lá presente, a GJ1417+52, parece hospedar na sua periferia o buraco negro de uma galáxia menor, que colidiu e se fundiu com a galáxia maior. A inserção da esquerda mostra uma ampliação da galáxia e a inserção da direita mostra uma imagem obtida pelo Chandra em raios-X da mesma área ampliada. Créditos: raios-X – NASA/CXC/UNH/D. Lin et al; ótico – NASA/STScI

Uma equipe de astrônomos utilizou o Observatório de raios-X Chandra da NASA juntamente com o observatório de raios-X XMM-Newton da ESA para descobrir uma fonte de raios-X extremamente luminosa e variável localizada fora do centro da sua galáxia hospedeira. Este objeto peculiar pode ser um buraco negro errante oriundo de uma pequena galáxia colidiu com uma galáxia maior.

Os astrônomos pensam que os buracos negros supermassivos, objetos com cerca de 100.000 a 10 bilhões de vezes a massa do Sol, estão presentes nos centros da maioria das galáxias. Existem também evidências concretas da existência dos chamados buracos negros de massa intermediária, os quais têm massas inferiores, que variam entre cerca entre 100 até 100.000 vezes a massa do Sol.

Esses dois tipos de objetos também podem ser encontrados longe do centro de uma galáxia, eventualmente após uma colisão ou fusão com outra galáxia que contém um buraco negro massivo. À medida que as estrelas, gás e poeira da segunda galáxia movem-se através da primeira, o seu buraco negro se movimenta juntamente com ela.

Um novo estudo descreve a descoberta de um destes buracos negros “errantes” na direção da borda da galáxia lenticular SDSS J141711.07+522540.8 (abreviando: GJ1417+52), localizada a aproximadamente 4,5 bilhões de anos-luz da Terra. Este objeto, conhecido como XJ1417+52, foi descoberto durante longas observações de uma região especial, chamada de “Faixa Estendida de Groth”, com dados do XMM-Newton e do Chandra obtidos entre os anos 2.000 e 2.002. O seu brilho extremo sugere que seja provavelmente um buraco negro com uma massa estimada em cerca de 100.000 vezes a massa do Sol, assumindo que a força de radiação na matéria em redor é igual à força gravitacional.

O painel principal na imagem em destaque mostra uma área visível de campo largo obtida com o Telescópio Espacial Hubble. O buraco negro e a sua galáxia hospedeira estão localizados dentro da caixa no canto superior esquerdo. A inserção da esquerda contém uma ampliação de GJ1417+52 pelo Hubble. Dentro desta inserção, o círculo mostra uma fonte pontual na periferia norte da galáxia que poderá estar associada com o objeto XJ1417+52.

A inserção da direita é uma imagem de raios-X do objeto XJ1417+52 capturada pelo Observatório de raios-X Chandra, cobrindo a mesma região que a ampliação do Hubble. Esta é uma fonte pontual, sem evidências vistas para justificar a emissão prolongada de raios-X.

As observações do Chandra e do XMM-Newton mostram que a taxa emissão de raios-X do objeto XJ1417+52 é tão alta que os astrônomos o classificam como uma “fonte de raios-X hiper luminosa” (HLX – Hyper-Luminous X-ray source). Estes são objetos 10.000 a 100.000 vezes mais luminosos em raios-X do que os buracos negros estelares e 10 a 100 vezes mais poderosos do que as fontes de raios-X ultra luminosas (ULXs – Utra-Luminous X-ray sources).

No seu pico, XJ1417+52 é cerca de 10 vezes mais luminoso do que a fonte de raios-X mais brilhante já detectada para um buraco negro errante. Também está cerca de 10 vezes mais distante do que o detentor anterior do recorde para buraco negro errante.

A brilhante emissão de raios-X deste tipo de buraco negro é originada no material em queda que espirala em sua direção. Os raios-X emanados pela matéria em acreção pelo buraco negro XJ1417+52 atingiram um brilho máximo entre os anos 2.000 e 2.002. A fonte de raios-X não foi detectada em observações posteriores pelo Chandra e pelo XMM-Newton obtidas em 2.005, 2.014 e 2.015. No geral, o brilho de raios-X da fonte diminuiu, pelo menos, por um fator de 14 entre os anos 2.000 e 2.015.

Os autores sugerem que a explosão de raios-X detectada em 2.000 e 2.002 ocorreu quando uma estrela passava demasiadamente perto do buraco negro e foi dilacerada pelas forças de maré. Alguns dos escombros gasosos teriam sido aquecidos e tornados brilhantes em raios-X enquanto caíram na direção do buraco negro, provocando o pico de emissões.

A localização e o brilho da fonte ótica na imagem do Hubble, que poderá estar associada com XJ1417+52, sugere que o buraco negro poderá ter, originalmente, pertencido a uma galáxia menor que se chocou com a galáxia maior GJ1417+52, despojando a maioria das estrelas da galáxia, mas deixando para trás o buraco negro e as suas estrelas vizinhas no centro da pequena galáxia. Caso esta ideia esteja correta, o que é vemos na imagem do Hubble são as estrelas circunvizinhas.

O artigo, escrito por Dachend Lin (Universidade de New Hampshire) e colegas, intitulado “Discovery of the Candidate Off-nuclear Ultrasoft Hyper-luminous X-ray Source 3XMM J141711.1+522541”, que descreve este resultado foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fontes

Chandra: XJ1417+52: X-ray Telescopes Find Evidence for Wandering Black Hole

NASA: X-ray Telescopes Find Evidence for Wandering Black Hole

._._.

1603-00455v1-discovery-of-the-candidate-off-nuclear-ultrasoft-hyper-luminous-x-ray-source-3xmm-j141711-1-522541

1 menção

  1. 47 Tucanae: um buraco negro de massa intermediária se esconde dentro de um aglomerado globular gigante? » O Universo - Eternos Aprendizes

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