Fusão colossal teria criado o buraco negro central da Via Láctea

Buracos negros supermassivos (SMBHs) estão presentes nos centros de grandes galáxias como a Via Láctea, onde Sagitário A* (Sgr A*) reside com uma massa quatro milhões de vezes a do Sol.

A primeira imagem de um buraco negro foi capturada em 2017, no centro da galáxia M87. Cinco anos depois, apareceu a primeira imagem de Sgr A*, ambas representando uma revolução no campo da astrofísica.

Os cientistas há muito procuram compreender quando e como estes gigantes cósmicos se formaram. No caso de Sgr A*, novas pesquisas sugerem que pode ter surgido após uma fusão galáctica que ocorreu há cerca de nove mil milhões de anos.

Estes buracos negros são tão massivos que nem mesmo a luz consegue escapar à sua gravidade, o que os torna extremamente difíceis de estudar. No entanto, avanços recentes, como as observações feitas pelo Event Horizon Telescope (EHT), abriram novas portas para a compreensão destes fenómenos.

Com base nesses dados, os astrofísicos Yihan Wang e Bing Zhang, da Universidade de Nevada, nos EUA, conduziram uma pesquisa, publicada este mês na revista Astronomia da Naturezao que sugere que Sgr A* provavelmente se formou através de uma fusão entre a Via Láctea e uma galáxia satélite há muito desaparecida conhecida como Gaia-Enceladus.

Fusão galáctica explica características do buraco negro Sgr A*

As pequenas e médias empresas crescem de duas maneiras principais: acumulando matéria ao longo do tempo ou por meio de fusões. Em relação ao Sgr A*, os investigadores acreditam que a fusão com Gaia-Enceladus desempenhou um papel crucial na sua formação. Isto explicaria algumas das características peculiares do buraco negro, tais como a sua rápida rotação e desalinhamento com o plano galáctico da Via Láctea.

Os autores usaram simulações computacionais para modelar o impacto desta fusão no SMBH da Via Láctea. Eles descobriram que uma fusão com uma proporção de massa de 4:1, ou seja, uma galáxia com um quarto da massa da Via Láctea e um ângulo de inclinação muito acentuado pode explicar as propriedades observadas em Sgr A*.

“A fusão provavelmente aconteceu após a colisão da Via Láctea com Gaia-Enceladus, fornecendo evidências não apenas da formação hierárquica dos buracos negros, mas também da história dinâmica da nossa galáxia”, explicou Zhang ao Universo hoje.

A descoberta de que Sgr A* pode ter-se formado através de uma fusão há milhares de milhões de anos levanta novas questões sobre a evolução dos buracos negros e das galáxias. “Esta fusão alterou drasticamente a rotação e orientação de Sgr A*, o que poderia ter implicações significativas para a compreensão da dinâmica da Via Láctea”, disse Wang.

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Embora ainda não possamos detectar diretamente ondas gravitacionais provenientes de fusões de SMBH, equipamentos registraram fusões de buracos negros de menor massa. No entanto, estes instrumentos atuais não conseguem captar as frequências mais baixas produzidas pelas fusões de SMBH. Para superar esta limitação, cientistas da Agência Espacial Europeia (ESA) e da NASA estão a desenvolver a Antena Espacial de Interferómetro Laser (LISA), que será capaz de detectar estas fusões de baixa frequência quando entrar em funcionamento na próxima década.

Segundo os investigadores, simulações que modelam a evolução das estruturas no cosmos sugerem que centenas ou mesmo milhares de fusões SMBH podem ocorrer anualmente no Universo observável. A taxa de fusão inferida para estes buracos negros é consistente com as previsões teóricas, reforçando a importância dos detectores de ondas gravitacionais baseados no espaço, como o LISA, para futuras descobertas.