eso2016pt-br — Nota de imprensa científica

Telescópio do ESO descobre galáxias presas na “teia” de um buraco negro supermassivo

1 de Outubro de 2020

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, os astrônomos descobriram seis galáxias perto de um buraco negro supermassivo quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos de idade. Esta é a primeira vez que um tal grupo é observado tão cedo depois do Big Bang, o que nos ajuda a compreender melhor como é que os buracos negros supermassivos, um dos quais existe no centro da nossa Via Láctea, se formaram e se tornaram tão grandes tão depressa. Estas observações apoiam a teoria de que os buracos negros podem crescer rapidamente dentro de enormes estruturas em forma de teias, alimentando-se das enormes quantidades de gás aí existentes.

Realizamos este trabalho com o objetivo de compreendermos melhor uns dos objetos astronômicos mais desafiantes: os buracos negros supermassivos do Universo primordial. Estes buracos negros são sistemas bastante extremos e até agora não dispomos de nenhuma explicação convincente para a sua existência,” disse Marco Mignoli, astrônomo no Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) em Bolonha, Itália, e autor principal da nova pesquisa publicada hoje na revista Astronomy & Astrophysics Letters.

As novas observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO revelaram várias galáxias em torno de um buraco negro supermassivo, todas elas situadas na “teia de aranha” cósmica de gás que se estende a mais de 300 vezes o tamanho da Via Láctea. “Os filamentos da teia cósmica são como os fios de uma teia de aranha,” explica Mignoli. “As galáxias permanecem e crescem onde os filamentos se cruzam e correntes de gás — disponíveis para alimentar tanto as galáxias como o buraco negro central supermassivo — podem fluir ao longo dos filamentos.

A radiação emitida por esta enorme estrutura em teia, com o seu buraco negro de um bilhão de massas solares, viajou até nós desde uma época em que o Universo tinha apenas 0,9 bilhão de anos. “O nosso trabalho colocou uma peça importante no quebra-cabeça ainda muito incompleto que é a formação e o crescimento destes objetos, tão extremos mas relativamente abundantes, tão rapidamente depois do Big Bang,” disse o co-autor do trabalho Roberto Gilli, também astrônomo no INAF em Bolonha, referindo-se aos buracos negros supermassivos.

Os primeiros buracos negros, que se acredita terem se formado a partir do colapso das primeiras estrelas, devem ter crescido muito depressa para atingirem massas de um bilhão de massas solares apenas nos primeiros 0,9 bilhão de anos da vida do Universo. Os astrônomos têm se esforçado para explicar como quantidades suficientemente grandes de "combustível de buraco negro" poderiam estar disponíveis para permitir que esses objetos crescessem até tamanhos enormes em tão pouco tempo. A estrutura recém-descoberta oferece uma explicação provável: a “teia de aranha” e as galáxias no seu interior contêm gás suficiente para fornecer o combustível de que o buraco negro central precisa para se tornar rapidamente um gigante supermassivo.

Mas como é que estas enormes estruturas em forma de teia se formam inicialmente? Os astrônomos acreditam que os halos gigantes da misteriosa matéria escura sejam a chave. Acredita-se que estas enormes regiões de matéria invisível atraiam enormes quantidades de gás no Universo primitivo; juntos, o gás e a matéria escura invisível, formam estas estruturas do tipo de teias, onde galáxias e buracos negros podem evoluir.

A nossa descoberta apoia a ideia de que os buracos negros mais distantes e massivos se formam e crescem dentro destes halos massivos de matéria escura em estruturas de larga escala e que a ausência de detecções anteriores de tais estruturas se deveu muito provavelmente a limitações observacionais,” disse Colin Norman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA, também co-autor do estudo.

As galáxias agora detectadas são algumas das mais fracas que os atuais telescópios conseguem observar. Esta descoberta exigiu observações durante várias horas com os maiores telescópios ópticos disponíveis, incluindo o VLT do ESO. Com o auxílio dos instrumentos MUSE e FORS2 montados no VLT no Observatório do Paranal do ESO, no deserto chileno do Atacama, a equipe confirmou a ligação entre quatro das seis galáxias e o buraco negro. “Acreditamos ter visto apenas a ponta do iceberg e pensamos que as poucas galáxias que descobrimos até agora em torno deste buraco negro supermassivo sejam apenas as mais brilhantes,” comentou a co-autora Barbara Balmaverde, astrônoma do INAF em Torino, Itália.

Estes resultados contribuem para compreendermos como é que buracos negros supermassivos e grandes estruturas cósmicas se formam e evoluem. O Extremely Large Telescope do ESO, atualmente em construção no Chile, com os seus poderosos instrumentos será capaz de continuar este trabalho de pesquisa ao observar galáxias ainda mais fracas em torno de buracos negros supermassivos no Universo primordial.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada no artigo “Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524” publicado na revista Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

A equipe é composta por M. Mignoli (INAF, Bolonha, Itália), R. Gilli (INAF, Bolonha, Itália), R. Decarli (INAF, Bolonha, Itália), E. Vanzella (INAF, Bolonha, Itália), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Itália), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, EUA), L. Cassarà (INAF, Milano, Itália), A. Comastri (INAF, Bolonha, Itália), F. Cusano (INAF, Bolonha, Itália), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Espanha), S. Marchesi (INAF, Bolonha, Itália), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bolonha, Itália), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Itália & INAF, Bolonha, Itália), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Itália), G. Zamorani (INAF, Bolonha, Itália), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, EUA), C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia e Suíça, além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. O ESO se destaca por realizar um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa astronômica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferômetro do Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo, além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel.: +39 051 6357 382
e-mail: marco.mignoli@inaf.it

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Tel.: +39 051 6357 383
e-mail: roberto.gilli@inaf.it

Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
e-mail: barbara.balmaverde@inaf.it

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
e-mail: norman@stsci.edu

Bárbara Ferreira
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2016, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso2016pt-br
Nome:SDSS J103027.09+052455.0
Tipo:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2020A&A...642L...1M

Imagens

Concepção artística da teia do buraco negro supermassivo
Concepção artística da teia do buraco negro supermassivo
Localização da teia do buraco negro supermassivo na constelação do Sextante
Localização da teia do buraco negro supermassivo na constelação do Sextante
Imagem em grande angular da região do céu em torno da teia do buraco negro supermassivo
Imagem em grande angular da região do céu em torno da teia do buraco negro supermassivo

Vídeos

Animação da teia do buraco negro supermassivo
Animação da teia do buraco negro supermassivo
Aproximando-se da teia do buraco negro supermassivo
Aproximando-se da teia do buraco negro supermassivo

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