NGC 5408 X-1: novo estudo encontra um irmão mediano da família dos buracos negros

Observações pelo telescópio de raios-X Swift sobre a galáxia NGC 5408 indicaram que sua fonte de raios-X ultraluminosa passa sob mudanças periódicas com período de 115,5 dias. Este ciclo está associado a órbita de uma estrela em torno de um buraco negro de tamanho mediano, cedendo sua massa para o BN. Crédito: NASA/SWIFT

Os buracos negros normalmente aparecem em duas famílias: os buracos negros supermassivos (de milhões até bilhões de vezes a massa do Sol) e os de massa estelar (até dezenas de vezes a massa solar). Agora os astrônomos encontraram sólidas provas que apóiam a existência de uma terceira classe, há muito tempo procurada, o ‘filho do meio’  na família de buracos negros do espaço profundo.

Lembramos que em julho de 2009 a ESA (Agência Espacial Européia) anunciou a descoberta do buraco negro com 500 massas solares HLX-1 na galáxia ESO 243-49.

Agora um novo candidato de “tamanho médio” é uma fonte de raios-X na galáxia NGC 5408, que fica a 15,8 milhões de anos luz de distância da Terra na constelação de Centaurus (Centauro).

Os ‘filhos do meio’, o que são?

“Os buracos negros de massa intermediária contém entre 100 e 10.000 vezes a massa do Sol”, disse Tod Strohmayer, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Nós observamos os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias e os buracos negros estelares orbitando estrelas em nossa própria galáxia. Mas, encontrar estes elos perdidos ainda continua para nós um desafio”.

O novo estudo usou o observatório XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Européia) para analisar o candidato, conhecido como NGC 5408 X-1, em 2006 e de novo em 2008. Os astrônomos encontraram mais evidências de que o sinal de raios-X foi gerado por um buraco negro de tamanho intermediário.

Os buracos negros são singularidades gravitacionais, infinitamente densos que aprisionam tanto a matéria quando a luz com sua intensa gravidade. Embora, devido as suas características intrínsecas, os astrônomos não possam vê-los diretamente, nós podemos detectar a presença de um buraco negro devido a sua interação gravitacional com outros objetos circunvizinhos e pela radiação luminosa emitida quando caem dentro destes objetos massivos.

NGC 5408 X-1 emite muito mais raios-X que uma estrela típica, mas menos que os buracos negros supermassivos, que apresentam massa da ordem de milhões até bilhões de vezes a massa do Sol (M☼ ≈ 1,98892 ± 0,00025 × 10³⁰ kg, 332.950 vezes a massa da Terra ou 1.048 vezes a massa de Júpiter).

Pisca devagar mas brilha mais intensamente, do que se trata?

Strohmayer e seu colega Richard Mushotzky, astrofísico na Universidade de Maryland em College Park, descobriram que o objeto NGC 5408 X-1 ‘pisca’, ou seja, torna-se periodicamente mais brilhante e tênue com o passar do tempo. Os cientistas crêem que este padrão seja o reflexo da atuação do gás quente que se acumula sobre o disco de acresção de matéria que gira ao redor de um buraco negro com 2.000 a 5.000 M☼.

O sinal do candidato a buraco negro NGC 5408 X-1 é único uma vez que a sua oscilação luminosa é aproximadamente 100 vezes mais lenta do que vemos nos buracos negros de massa estelar. Além disso, o brilho emitido pelo NGC 5408 X-1 é muito mais intenso que o destes sistemas por um fator similar. Isto sugere aos pesquisadores que provavelmente é objeto de massa mediana se comparado com as duas outras classes de buracos negros conhecidos.

“Os Astrônomos tem acompanhado o objeto NGC 5408 X-1 durante muito tempo pois trata-se de um dos melhores candidatos para um buraco negro de massa intermediária”, disse Philip Kaaret da Universidade de Iowa, que tem estudado o objeto nos comprimentos de onda de rádio mas não é afiliado deste novo estudo. “Estes novos resultados estudam o que está acontecendo perto do buraco negro e adicionam mais provas sólidas de que é um componente incomum”.

Ainda há controvérsias a esclarecer…

Este caso ainda não é conclusivo sobre a idéia de ser um buraco negro intermediário, ainda. Mais evidências serão necessárias para convencer a comunidade cientifica que ainda está cética com relação a existência de buracos negros em uma nova classe diferente da dos buracos negros supermassivos ou de massa estelar no Universo.

A presente pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal:

EVIDENCE FOR AN INTERMEDIATE-MASS BLACK HOLE IN NGC 5408 X-1

Autores: Tod E. Strohmayer e Richard F. Mushotzky

Fontes e referências

Space.com: New Study Finds Middle Child of Black Hole Family por Clara Moskowitz

Astronomy.com: Swift, XMM-Newton satellites tune in to a middleweight black hole