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Astrônomos identificaram, pela primeira vez, três buracos negros supermassivos ativos envolvidos em um mesmo processo de fusão galáctica. O sistema, observado a partir de emissões em ondas de rádio, representa um caso raro em que todos os núcleos das galáxias em interação apresentam atividade simultânea, algo que até agora existia apenas em modelos teóricos.
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A descoberta ajuda a esclarecer como galáxias massivas e seus buracos negros centrais evoluem juntas, especialmente durante colisões cósmicas. Segundo os pesquisadores, observar esse tipo de sistema em ação oferece uma oportunidade direta de estudar etapas pouco compreendidas do crescimento desses objetos extremos.
O estudo foi publicado na revista científica The Astrophysical Journal Letters.
Astrônomos identificaram fusão de três buracos negros ativos (Imagem: Merlin74 / Shutterstock.com)Um sistema triplo a 1,2 bilhão de anos-luz
O sistema recebeu o nome de J1218/1219+1035 e está localizado a cerca de 1,2 bilhão de anos-luz da Terra. Ele é composto por três galáxias cujos núcleos, onde ficam os buracos negros supermassivos, estão separados por aproximadamente 22 mil e 97 mil anos-luz. Apesar de estarem em processo de aproximação, a fusão completa não deve ocorrer em escalas de tempo humanas.
Interações entre galáxias são relativamente comuns no universo, especialmente quando estruturas maiores incorporam companheiras menores. Já fusões entre três galáxias ao mesmo tempo são bem menos frequentes, e encontrar um caso em que os três buracos negros estejam ativos torna o registro ainda mais incomum.
Buracos negros ativos e emissões em rádio
Durante colisões galácticas, grandes quantidades de gás podem ser direcionadas para as regiões centrais das galáxias, alimentando os buracos negros supermassivos. Esse processo pode ativar os chamados núcleos galácticos ativos (AGNs), que passam a emitir energia intensa, inclusive em ondas de rádio.
No caso do J1218/1219+1035, os cientistas observaram que os três buracos negros estão emitindo sinais de rádio e lançando jatos, caracterizando um sistema de triple radio AGN. A confirmação foi feita a partir de observações com o Very Large Array (VLA) e o Very Long Baseline Array (VLBA), ambos mantidos pela National Science Foundation, nos Estados Unidos.
Por que observar em rádio faz diferença
As observações em rádio têm uma vantagem importante: elas não sofrem algumas das limitações enfrentadas por telescópios ópticos ou de raios X na identificação de AGNs. Isso permitiu que os pesquisadores confirmassem, de forma inédita, a presença de três núcleos galácticos ativos emitindo em rádio dentro de um mesmo sistema em fusão.
A primeira pista de que o sistema era incomum veio de dados no infravermelho, que indicavam uma possível fusão galáctica com atividade nuclear. As observações em rádio, no entanto, foram decisivas para revelar a natureza completa do fenômeno.
Um registro raro no processo de evolução cósmica
Em comunicado, a autora principal do estudo, Emma Schwartzman, do US Naval Research Laboratory, afirmou que sistemas triplos ativos como esse são extremamente raros e que observá-los durante uma fusão oferece uma visão privilegiada de como galáxias massivas e buracos negros crescem de forma interligada.
Segundo a pesquisadora, a confirmação de que todos os três buracos negros são radio-brilhantes e ativos transforma uma previsão teórica em observação direta e abre novas possibilidades para estudar o ciclo de vida desses objetos.
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Próximos passos da pesquisa
Ainda não está totalmente claro como buracos negros supermassivos atingem massas tão elevadas ao longo do tempo. Colisões e fusões entre eles são consideradas uma das possíveis vias de crescimento, e sistemas como esse podem ajudar a testar essas hipóteses.
A equipe planeja realizar novos estudos de acompanhamento, tanto em ondas de rádio quanto em outros comprimentos de onda, para entender melhor a dinâmica e a evolução do sistema.