Buraco Negro de Massa Intermédia

Astrofísicos do Goddard Space Flight Center da NASA descobriram um candidato promissor para a categoria de buraco negro de massa intermédia.

Até ao final da década de 90 todos os candidatos a buracos negros descobertos dividiam-se por duas classes: os de massa estelar, que ocorrem normalmente em sistemas binários, e os super-maciços que normalmente se encontram no centro das grandes galáxias.
A nossa galáxia, a Via Láctea, tem exemplos dos dois tipos.
Um exemplo do primeiro tipo pode ser encontrado no sistema binário Cygnus X-1, na constelação Cisne, em que um buraco negro com 8 vezes a massa solar orbita uma estrela supergigante azul com cerca de 30 vezes a massa do Sol.
No centro da Via Láctea, a fonte intensa de ondas de rádio Sagittarius A* é certamente um buraco negro com mais de um milhão de massas solares.

O problema que se pôs então aos cientistas foi o de perceber onde estavam os buracos negros de massa intermédia, aqueles com massas entre as 100 e as 10000 vezes a do Sol.
A ausência de candidatos parecia indicar que, por alguma razão, a natureza não os produzia com a mesma facilidade.
Por outro lado, a teoria previa que deveriam existir e em grande número.

Na última década, com a colocação em órbita de vários observatórios de alta energia (e.g. Chandra e Swift) foi possível descobrir vários candidatos para preencher este aparente vazio.
Em particular, um tipo específico de fontes de raios X muito energéticas, as ULXs (Ultra Luminous X-ray sources), assumem-se como candidatas ideais.
Algumas das mais famosas foram descobertas em M82, uma galáxia que fervilha de actividade na formação de novas estrelas.

A descoberta aqui relatada diz respeito a um novo candidato a buraco negro de massa intermédia, na galáxia irregular NGC 5408, situada a 16 milhões de anos-luz na constelação do Centauro.
A primeira pista de que a fonte de raios-X NGC5408 X-1 poderia ser especial veio da sua energia prodigiosa, que não é explicável com um modelo simples baseado num buraco negro de massa estelar num sistema binário.
Depois os astrónomos detectaram uma cintilação característica no brilho da fonte, nos fotões de mais alta energia. Estas variações de brilho foram também observadas noutros candidatos a buracos negros e são produzidas por gás a muito altas temperaturas e muito próximo do horizonte de eventos do buraco negro. A frequência da cintilação, sabe-se por esses outros exemplos, é tanto maior quanto menor for o tamanho do horizonte de eventos e portanto menor a massa do buraco negro. Na NGC5048 X-1 a frequência da cintilação é cerca de 100 vezes menor do que em sistemas com buracos negros de massa estelar. Esta é uma indicação clara da massa elevada do buraco negro em causa, estimada por este processo entre as 1000 e 9000 vezes a do Sol.

Por outro lado, para originar uma fonte de energia tão poderosa o buraco negro em NGC5408 X-1 tem de ter um fornecimento regular de material para “devorar”, pelo que os astrónomos tentaram em seguida detectar sinais que permitissem inferir a existência de uma estrela companheira e as respectivas características.
As observações, realizadas com o SWIFT, detectaram uma periodicidade de 115 dias nas emissões de radiação que, a corresponderem a um período orbital, implicam a existência de uma companheira gigante com uma massa entre 3 e 5 vezes a do Sol.

Podem ver o artigo original aqui.