Pesquisadores analisaram aproximadamente 100 mil quasares e encontraram evidências de que buracos negros supermassivos podem ser expulsos dos centros galácticos após fusões violentas entre galáxias. O achado sugere que essas fusões são mais comuns do que se acreditava. Esses objetos costumam permanecer nos centros das grandes galáxias, onde sua gravidade controla o movimento de estrelas e do gás vizinhos.
Colisões galácticas, porém, podem expulsar permanentemente esses objetos dos centros galácticos, lançando-os em trajetórias descontroladas pelo espaço intergaláctico.
Como os buracos negros supermassivos se movem
Quando duas galáxias se chocam, seus buracos negros centrais começam a se aproximar gradualmente. Com o tempo, os dois se fundem em um único objeto ainda mais massivo. A fusão libera ondas gravitacionais — perturbações no espaço-tempo previstas pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Se essas ondas carregarem mais energia em uma direção do que em outra, o buraco negro recém-formado sofrerá um impulso poderoso na direção oposta. Esse recuo pode acelerá-lo a milhões de quilômetros por hora e afastá-lo do centro galáctico onde nasceu.
Movimento limitado pela gravidade galáctica
Nem todos os objetos deslocados conseguem escapar de suas galáxias. A gravidade do sistema pode prender esses corpos, forçando-os a retornar lentamente ao centro. Conforme se aproximam, aumentam de velocidade, cruzam o núcleo galáctico e depois desaceleram gradualmente.
Esse ciclo pode persistir por muito tempo, embora as interações com a matéria circundante reduzam progressivamente o movimento. Astrônomos já identificaram alguns casos que sugerem essa dinâmica, mas confirmar casos específicos tem sido difícil: processos físicos alternativos produzem observações semelhantes.
Estudo analisa a luz de quasares para detectar movimentos
Pesquisadores da Universidade de Birmingham e da Eötvös Loránd University analisaram dados do Sloan Digital Sky Survey para verificar se um conjunto muito maior de observações poderia fornecer evidências mais sólidas. Os quasares — centros galácticos extraordinariamente brilhantes alimentados por buracos negros que consomem gás circundante — fornecem essas pistas por meio da luz que emitem.
A equipe mediu diferenças na luz emitida por gás próximo ao buraco negro e gás mais distante, permitindo estimar o movimento do objeto em relação à sua galáxia. Também analisou o quanto cada quasar aparecia avermelhado, já que poeira ao redor absorve mais luz azul, deixando a luz restante com tonalidade vermelha.
Poeira revela ligação com buracos negros em movimento
Os dados mostram que quasares com Buracos negros mais rápidos tendiam a aparecer mais avermelhados, sugerindo que esses objetos estavam cercados por maior quantidade de poeira. A diferença mais acentuada apareceu entre os objetos mais envoltos em poeira.
Quasares fortemente obscurecidos por poeira eram três vezes mais comuns entre os que continham os buracos negros mais rápidos do que entre os que continham os mais lentos. Esse padrão corresponde a uma previsão teórica formulada em 2016 por Peter Raffai.
Zoltán Haiman e Zsolt Frei: buracos negros deslocados deveriam se mover mais rapidamente perto dos centros galácticos, onde as concentrações de poeira são geralmente maiores.
