Buraco negro supermassivo gira a metade da velocidade da luz

Pela primeira vez, os astrónomos mediram diretamente o quão rápido um buraco negro gira, marcando a sua rotação em cerca de metade da velocidade da luz.

O buraco negro supermassivo distante normalmente seria muito fraco para medir, mas uma formação rara com uma galáxia elíptica maciça criou um telescópio natural conhecido como uma lente gravitacional, que permitiu aos cientistas estudar o objeto distante. [Os mais estranho buracos negros no Universo]

A 6 bilhões de anos-luz da Terra, um buraco negro supermassivo potencia um quasar. Os quasares, os objetos mais luminosos do universo, brilhar intensamente através de grandes distâncias, alimentados por material que cai nos seus buracos negros. [O que é um quasar?]

Os buracos negros são objetos maciços, cuja atração gravitacional é tão forte que nem a luz consegue escapar do seu alcance. Forma-se quando uma estrela no final dos seus dias de vida explode e o seu núcleo exterior colapsa numa pequena bola densa. 

Buracos negros supermassivos têm massas de milhões de vezes a do sol e são encontrados no centro da maioria das galáxias, incluindo a Via Láctea. As suas origens são ainda desconhecidas. [Como giram os buracos negros gigantes]

As únicas características que os cientistas são capazes de medir nos objetos vorazes são a sua massa e rotação. Os astrónomos podem determinar a massa de um buraco negro medindo as suas interações com gás e outros objetos, mas quantificar a sua rotação é um desafio, especialmente para os mais distantes buracos negros supermassivos 

No novo estudo, a equipa liderada por Rubens Reis, da Universidade de Michigan, usou o Observatório de raios-X Chandra da NASA e XMM-Newton da Agência Espacial Europeia - os maiores telescópios de raios-X disponíveis atualmente - para observar os raios-X gerados nas regiões mais internas do disco de material circulando e alimentando o quasar J1131.

A medição do raio do disco permitiu que os astrónomos calculassem a velocidade de rotação do buraco negro, que é de quase a metade da velocidade da luz. A equipa teria sido incapaz de medir a rotação sem uma programação rara no espaço.

Uma galáxia elíptica gigante encontra-se entre a Terra e o quasar J1131. A enorme galáxia age como uma lente gravitacional que dobra e ampliar objetos que estão por trás dela - neste caso, o buraco negro supermassivo.

A rotação de um buraco negro supermassivo pode revelar informações sobre como ele acresce o material que consome. Para conseguir uma rotação rápida, o material deve cair dentro do buraco negro numa direção semelhante à sua rotação, acelerando-o como uma criança que gira num carrossel.

A rotação mais lenta indica que o fornecimento de gás e poeira que cai no buraco negro parte de várias direções, girando o buraco negro para cima ou para baixo, dependendo de estar a favor ou contra a rotação.

A rotação rápida de J1131 indica que o buraco negro está a ser alimentado por uma fonte abundante de gás e poeira. Estes grandes volumes podem ser provenientes de colisões e fusões entre galáxias, entre outras fontes, dizem os cientistas.

Um processo de alimentação mais lento provocaria uma rotação mais casual e indicaria que o material chegava em jorros, proveniente de nuvens de gás interestelar e de estrelas errantes muito perto de uma variedade de direções.

Ao estudar o buraco negro, os astrónomos podem aprender mais sobre a origem e evolução das galáxias - e a rotação desempenha um papel muito importante. Valores altos de rotação sugerem que as fusões de galáxias têm desempenhado um papel significativo na evolução galáctica durante toda a vida do universo.

Determinar quão comuns são as taxas de rotação rápidas exigirá o estudo de vários buracos negros supermassivos que se encontram distantes dos núcleos ativos de galáxias próximas. Ainda assim, de acordo com os astrónomos, esse deverá ser o próximo passo no foco de investigação espacial. [Space]