Buraco negro do tamanho de 36 bilhões de sóis poderia estar no coração da ferradura cósmica: WebCuriosos
Em 2007, os astrônomos descobriram a ferradura cósmica, um sistema de galáxias gravitacionais com lentes a cerca de cinco bilhões de anos e meio a anos-luz de distância.
A massa da galáxia em primeiro plano amplia e distorce a imagem de uma galáxia de fundo distante cuja luz viajou por bilhões de anos antes de nos alcançar. As galáxias em primeiro plano e fundo estão em um alinhamento tão perfeito que elas criam um Anel de Einstein.
Nova pesquisa sobre o Ferradura cósmica revela a presença de um buraco negro ultra-massivo (UMBH) na galáxia em primeiro plano com uma impressionante massa solar de 36 bilhões de massas.
Não existe uma definição estrita de umbh, mas o termo é frequentemente usado para descrever um buraco negro supermassivo (SMBH) com mais de 5 bilhões de massas solares.
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Os SMBHs não foram 'descobertos' no sentido tradicional da palavra. Em vez disso, com o tempo, a existência deles ficou clara. Além disso, com o tempo, mais e mais massivos foram medidos. Há uma necessidade crescente de um nome para os mais massivos, e é assim que o termo “buraco negro ultra-massivo” se originou.
A descoberta do buraco negro enormemente massivo no ferradura cósmica é apresentada em novas pesquisas. É intitulado “Destria um buraco negro de massa solar de 36 bilhões no centro da lente gravitacional cósmica de ferradura,” and the lead author is Carlos Melo-Carneiro from the Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul in Brazil. The paper is available at arxiv.org.
Houve uma revolução na física no final do século XIX/início do século XX, quando a relatividade substituiu a física newtoniana e impulsionou nossa compreensão do universo para o próximo nível. Ficou claro que o espaço e o tempo estavam entrelaçados em vez de separados e que objetos maciços poderiam deformar o espaço -tempo.
Até Light não era imune, e Einstein deu a idéia de buracos negros – que remonta às 'Dark Stars' de John Michell – uma fundação matemática coerente. Em 1936, Einstein lente gravitacional previstaembora ele não tenha vivido o suficiente para apreciar a prova visual de que gostamos hoje.
Agora, conhecemos milhares de lentes gravitacionais e elas se tornaram uma das ferramentas naturais dos astrônomos. Eles existem por causa de seus enormes buracos negros.
A galáxia de primeiro plano lente na ferradura cósmica é nomeada LRG 3-757. É um tipo particular de galáxia rara chamada A Galáxia vermelha luminosa (LRG), que são extremamente brilhantes em infravermelho.
O LRG 3-757 também é extremamente massivo, cerca de 100 vezes mais massivo que a Via Láctea e é uma das galáxias mais massivas já observadas. Agora sabemos que um dos buracos negros mais maciços já detectados ocupa o centro dessa enorme galáxia.
“Os buracos negros supermassivos (SMBHs) são encontrados no centro de toda galáxia enorme, com suas massas firmemente conectadas às suas galáxias hospedeiras através de uma co-evolução durante o tempo cósmico”, escrevem os autores em seu artigo.
Os astrônomos não encontram buracos negros de massa estelar no coração de galáxias maciças e não encontram SMBHs no coração das galáxias anões. Há uma ligação estabelecida entre os SMBHs e suas galáxias hospedeiras, especialmente elípticas maciças como o LRG 3-757. Este estudo fortalece esse link.
A pesquisa se concentra no que é chamado de relação MBH-Sigmae. É a relação entre a massa de um SMBH e a dispersão de velocidade das estrelas no protuberância galáctica. A dispersão de velocidade (Sigmae) é uma medição da velocidade das estrelas e quanto elas variam em torno da velocidade média. Quanto maior a dispersão de velocidade, mais rápida e mais aleatória as estrelas se movem.
Quando os astrônomos examinam galáxias, eles acham que quanto mais massivo o SMBH, maior a dispersão da velocidade. O relacionamento sugere uma ligação profunda entre a evolução das galáxias e o crescimento de SMBHs.
A correlação entre a massa de um SMBH e a dispersão da velocidade da galáxia é tão rígida que os astrônomos podem obter uma boa estimativa da massa do SMBH medindo a dispersão da velocidade.
No entanto, a UMBH na ferradura cósmica é mais massiva do que a relação MBH-Sigmae sugere.
“Espera -se que as galáxias mais maciças do universo, como galáxias mais brilhantes de cluster (BCGs), hospedem os SMBHs mais maciços”, escrevem os autores. Os astrônomos encontraram muitos UMBHs nessas galáxias, incluindo LRG 3-757.
“No entanto, o significado desses umbhs está no fato de que
Muitos deles se desviam da relação MBH-sigmae linear padrão “os pesquisadores explicam.
O LRG 3-757 se desvia significativamente da correlação.
“Nossas descobertas colocam a ferradura cósmica ~ 1,5 sigma acima da relação MBH-sigmae, apoiando uma tendência emergente observada nos BGCs e outras galáxias maciças”, escrevem os autores.
“Isso sugere um relacionamento mais íngreme de MBH-Sigmae nas massas mais altas, potencialmente impulsionadas por uma co-evolução diferente dos SMBHs e suas galáxias hospedeiras”.
O que está por trás dessa dissociação da relação MBH-Sigmae em galáxias maciças? Algumas estrelas podem ter sido removidas da galáxia em fusões anteriores, afetando a dispersão da velocidade.
LRG 3-757 pode fazer parte de um grupo fóssilde acordo com os autores. “A lente da ferradura é única em que está em z = 0,44 e que não possui galáxias de companheiras comparativamente massivas – é provavelmente um grupo fóssil “, eles escrevem.
Grupos fósseis são grandes grupos de galáxias que apresentam galáxias extremamente grandes em seus centros, geralmente LRGs. Grupos fósseis e LRGs representam um estágio tardio da evolução em galáxias onde a atividade diminuiu. Poucas estrelas se formam em LRGs para que sejam “vermelhos e mortos”. Também há pouca ou nenhuma interação entre galáxias.
“Os grupos fósseis, como remanescentes de fusões iniciais da galáxia, podem seguir vias evolutivas distintas em comparação com as galáxias locais, potencialmente explicando a alta massa de BH”, escrevem os autores.
O LRG 3-757 poderia ter experimentado o que é chamado de “vasculeiro”. A limpeza pode ocorrer quando duas galáxias extremamente massivas se fundem e afetam a dispersão de velocidade das estrelas no centro da galáxia.
“Nesse processo, o SMBHS binário expulsa dinamicamente as estrelas das regiões centrais da galáxia mesclada, reduzindo efetivamente a dispersão da velocidade estelar enquanto deixa a massa SMBH praticamente inalterada”, explicam os autores.
Outra possibilidade é o feedback do buraco negro/AGN. Quando os buracos negros estão se alimentando ativamente, eles são chamados Núcleos galácticos ativos. Jatos e saídas poderosas da AGN podem apagar a formação de estrelas e possivelmente alterar a estrutura central da galáxia. Isso poderia dissociar o crescimento do SMBH da dispersão da velocidade.
“Um terceiro cenário postula que esse UMBH poderia ser remanescentes de quasares extremamente luminosos, que experimentaram episódios rápidos de acréscimo de SMBH no universo inicial”, escrevem os autores.
Os pesquisadores dizem que mais observações e melhores modelos são necessários “para explicar a dispersão no MBH Sigmae Relação na extremidade superior. “
Mais observações estão a caminho graças à missão Euclid.
“A missão de Euclides deve descobrir centenas de milhares de lentes nos próximos cinco anos”, escrevem os autores em sua conclusão. O telescópio extremamente grande (ELT) também contribuirá, permitindo estudos dinâmicos mais detalhados da dispersão de velocidade.
“Esta nova era da descoberta promete aprofundar nossa compreensão da evolução da galáxia e a interação entre componentes bariônicos e DM”, concluem os autores.
Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o Artigo original.
