Os astrônomos podem estar testemunhando um evento cósmico raro em tempo real. Uma nova análise da galáxia blazar Mrk 501 sugere que o seu núcleo contém não um, mas dois buracos negros supermassivos presos numa dança orbital estreita – um emparelhamento que poderá culminar numa colisão massiva no próximo século.
A descoberta de um jato duplo
O estudo, liderado pela astrônoma Silke Britzen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, concentra-se no comportamento peculiar de Mrk 501, localizado a aproximadamente 464 milhões de anos-luz de distância. Como um blazar, esta galáxia apresenta um buraco negro supermassivo ativo com um jato de plasma de alta velocidade apontado quase diretamente para a Terra, tornando-o incrivelmente brilhante, mas difícil de estudar em detalhes.
Ao usar radiotelescópios de altíssima resolução para monitorar a galáxia durante um período de 23 anos, os pesquisadores identificaram um fenômeno nunca antes visto no núcleo de um blazar: um sistema de jato duplo.
As principais conclusões da análise incluem:
- Um jato “oscilante”: Os pesquisadores observaram um ciclo de sete anos nas flutuações de luz, que se assemelha a um pião oscilando em seu eixo. Isso sugere que todo o sistema de jato está balançando.
- Uma Órbita Rápida: Um segundo ciclo mais curto de aproximadamente 121 dias foi detectado. Isto é consistente com dois buracos negros orbitando um ao outro a uma distância de 250 a 540 vezes a distância entre a Terra e o Sol.
- Movimento em contra-rotação: Os dados revelaram um segundo jato, mais fraco, girando no sentido anti-horário em torno do núcleo do rádio, uma assinatura que implica fortemente um sistema binário de buraco negro.
Resolvendo o “Problema Final do Parsec”
Esta descoberta é significativa porque aborda um dos mistérios mais duradouros da cosmologia: o problema final do parsec.
Quando duas galáxias colidem, os seus buracos negros supermassivos centrais são atraídos um para o outro. À medida que orbitam, perdem energia para as estrelas e gases circundantes, fazendo com que a sua órbita diminua. No entanto, os modelos teóricos sugerem que quando os buracos negros atingem uma distância de cerca de um parsec (cerca de 3,26 anos-luz), podem ficar sem material próximo com o qual interagir. Sem esta “atrito”, as suas órbitas poderiam estagnar, durando potencialmente mais tempo do que a idade atual do Universo.
Se as descobertas em Mrk 501 forem confirmadas, os dois buracos negros estarão separados por apenas 0,0026 parsecs. Isto indica que estes gigantes cósmicos contornaram com sucesso a “estol” e estão activamente a espiralar em direcção uns aos outros, provando que existem mecanismos para colmatar essa lacuna final.
Por que isso é importante para a ciência
Buracos negros supermassivos – variando de milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol – são as âncoras gravitacionais das principais galáxias. No entanto, ainda temos dificuldade em compreender como é que crescem até tamanhos tão imensos. Embora buracos negros menores de “massa estelar” sejam bem compreendidos, a evolução desses gigantes permanece envolta em mistério.
A fusão de dois buracos negros supermassivos é considerada uma “baleia branca” da astronomia. Devido à sua imensa escala, a detecção das ondas gravitacionais que emitem requer ferramentas especializadas, como matrizes de temporização de pulsares.
“Se ondas gravitacionais forem detectadas, poderemos até ver a sua frequência aumentar constantemente à medida que os dois gigantes espiralam em direcção à colisão, oferecendo uma rara oportunidade de observar o desenrolar da fusão de um buraco negro supermassivo.”
— Héctor Olivares, astrônomo da Universidade Radboud
Conclusão
Se a natureza binária do Mrk 501 for confirmada, isso proporcionaria à humanidade um lugar na primeira fila para uma fusão cósmica monumental. Com um período de colisão previsto de menos de 100 anos, esta galáxia oferece uma oportunidade única de observar o ciclo de vida de buracos negros supermassivos durante uma única vida humana.
