Enquanto os astrônomos estudam grandes e pequenos buracos negros há décadas, as evidências para esses buracos negros de tamanho médio têm sido muito mais difíceis de encontrar. Agora, os astrônomos do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, descobriram que uma fonte de raios X na galáxia NGC 5408 representa um dos melhores casos para um buraco negro de peso médio até hoje. "Buracos negros de massa intermediária contêm entre 100 e 10.000 vezes a massa do sol", explicou Tod Strohmayer, astrofísico de Goddard. “Observamos os buracos negros pesados no centro das galáxias e os leves orbitando estrelas em nossa própria galáxia. Mas encontrar os 'interpoladores' continua sendo um desafio. ”
Várias galáxias próximas contêm objetos brilhantes, conhecidos como fontes de raios X ultraluminosos (ULXs). Eles parecem emitir mais energia do que qualquer processo conhecido alimentado por estrelas, mas menos energia do que os centros de galáxias ativas, que são conhecidas por conter milhões de buracos negros de massa solar.
"Os ULXs são bons candidatos a buracos negros de massa intermediária, e o da galáxia NGC 5408 é especialmente interessante", disse Richard Mushotzky, astrofísico da Universidade de Maryland, College Park. A galáxia fica a 15,8 milhões de anos-luz de distância na constelação Centaurus.
O XMM-Newton detectou o que os astrônomos chamam de "oscilações quase periódicas", uma "oscilação" quase regular causada pelo acúmulo de gás quente nas profundezas do disco de acúmulo que se forma em torno de um objeto maciço. A taxa desse tremor foi cerca de 100 vezes mais lenta que a observada em buracos negros de massa estelar. No entanto, em raios-X, o NGC 5408 X-1 ofusca esses sistemas pelo mesmo fator.
Com base no tempo das oscilações e outras características da emissão, Strohmayer e Mushotzky concluem que o NGC 5408 X-1 contém entre 1.000 e 9.000 massas solares. Este estudo aparece na edição de 1º de outubro do The Astrophysical Journal.
"Para esta faixa de massa, o horizonte de eventos de um buraco negro - a parte além da qual não podemos ver - tem entre 3.800 e 55.000 milhas de diâmetro, ou menos da metade do diâmetro da Terra, cerca de quatro vezes o seu tamanho", disse Strohmayer.
Se o NGC 5408 X-1 está realmente engolindo ativamente gás para alimentar sua prodigiosa emissão de raios-X, o material provavelmente flui para o buraco negro de uma estrela em órbita. Isso é típico para buracos negros de massa estelar em nossa galáxia.
Strohmayer pediu a ajuda do satélite Swift da NASA para procurar variações sutis de raios-X que sinalizariam a órbita da estrela doadora do NGC 5408 X-1. "O Swift fornece exclusivamente a sensibilidade da imagem de raios-X e a flexibilidade de agendamento para permitir uma pesquisa como essa", acrescentou. A partir de abril de 2008, a Swift começou a direcionar seu telescópio de raios X para o NGC 5408 X-1 duas vezes por semana, como parte de uma campanha em andamento.
O Swift detecta um ligeiro aumento e queda de raios-X a cada 115,5 dias. "Se esse é realmente o período orbital de um companheiro estelar", disse Strohmayer, "então é provável que seja uma estrela gigante ou supergigante entre três e cinco vezes a massa do sol (1 massa solar é a massa do sol)". Este estudo foi aceito para publicação em uma edição futura do The Astrophysical Journal.
As observações Swift cobrem apenas cerca de quatro ciclos orbitais; portanto, é necessária uma observação contínua para confirmar a natureza orbital da modulação de raios-X.
"Os astrônomos estudam o NGC 5408 X-1 há muito tempo porque é um dos melhores candidatos a um buraco negro de massa intermediária", acrescenta Philip Kaaret, da Universidade de Iowa, que estudou o objeto em comprimentos de onda de rádio, mas é não afiliado a nenhum dos estudos. "Esses novos resultados investigam o que está acontecendo perto do buraco negro e acrescentam fortes evidências de que ele é extraordinariamente massivo".
Paper: Evidências para um buraco negro de massa intermediária no NGC 5804
Fonte: NASA
