Os astrónomos pensam que a colisão entre galáxias tem um papel fundamental na história da evolução destes enormes aglomerados de estrelas, gás e poeira. A fusão de galáxias, ao perturbar o movimento do gás de que são constituídas, provoca a produção de muitas novas estrelas num curto espaço de tempo, e aumenta a massa dos buracos negros supermassivos que existem nos seus centros.
Para compreender este processo, é necessário conhecer em detalhe como se desenrola a aproximação e colisão futura dos buracos negros supermassivos no núcleo das galáxias originais.
O gás frio e a poeira na galáxia NGC 6240, a 400 milhões de anos-luz, na constelação de Ofiúco, foi estudado por uma equipa internacional, de que faz parte Hugo Messias, atualmente investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), e que participou na obtenção da primeira imagem de um buraco negro divulgada pelo projeto Event Horizon Telescope em abril de 2019.
Produto de duas galáxias ainda em processo de fusão, a galáxia NGC 6240 tem uma forma complexa e caótica. No processo, os dois buracos negros no centro da colisão vão-se movendo um em torno do outro e arrastando em redor o material no qual estão possivelmente a ser formadas novas estrelas.
Os investigadores utilizaram dados obtidos com o Observatório ALMA, no Chile, para conhecer a forma como este gás molecular frio, sobretudo monóxido de carbono entre -250 e -230º Celsius, está distribuído, e que estrutura apresenta.
“Este gás permite-nos estimar o crescimento no futuro próximo dos dois buracos negros supermassivos”, diz Hugo Messias, na altura membro do Observatório ALMA e que contribuiu para a criação da imagem e a interpretação dos dados. “Igualmente interessante é saber como é que o conjunto se está a mover. Podemos identificar componentes de gás a alta velocidade, fruto de explosões por exemplo, ou bolhas de gás.”
Os investigadores verificaram que o gás está concentrado na sua maior parte entre os dois buracos negros, ou que está a ser ejetado para longe a velocidades que podem atingir os 500 quilómetros por segundo.
Os astrónomos conseguiram utilizar esta informação para estimar a massa dos dois buracos negros na ordem de algumas centenas de milhões de vezes a massa do Sol. Para um dos buracos negros, este valor é inferior ao anteriormente estimado, constatando-se que o que antes se pensava ser parte da massa do buraco negro, é de facto gás muito próximo do próprio buraco negro.
“Ao termos este detalhe de imagem da componente de gás e poeira entre os dois buracos negros, percebemos que nestes sistemas de colisão de galáxias podemos estar a sobre-estimar a massa dos buracos negros super-massivos no seu centro, e que há muito gás que conduzirá, por exemplo, a uma aproximação mais rápida entre os dois buracos negros rumo há colisão”, afirma Hugo Messias.
Com este conhecimento da estrutura a três dimensões de uma galáxia em processo de fusão, a equipa espera ter contribuído para a futura compreensão da forma como as galáxias evoluem. “Um dos meus grandes interesses é saber como os buracos negros super-massivos influenciam a evolução da própria galáxia, algo que tem sido difícil comprovar apenas com observações”, comenta Hugo Messias.
“Este estudo ajuda a entender como estes corpos crescem nesta fase e o que devemos ter em conta quando não temos este tipo de dados ao estudar outras galáxias”.
Autor: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço
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