Como você procura por algo que absorve luz? Esse é o desafio para os astrônomos que querem estudar os buracos negros. Embora os próprios buracos negros sejam invisíveis, pois sua enorme gravidade suga qualquer coisa que se aproxime demais, até mesmo a luz, eles geralmente são visíveis porque estão cercados por nuvens de gás brilhante. À medida que o gás gira em torno deles, ele se esfrega e aquece devido ao atrito, tornando-o quente o suficiente para ser visto de longe.
No entanto, nem todos os buracos negros estão ativos, o que significa que apenas alguns deles estão puxando material ao seu redor. Outros buracos negros são passivos, apenas sentados sozinhos na escuridão do espaço, o que os torna quase invisíveis, pois não há nuvem de material quente ao seu redor. No entanto, outros tipos de buracos negros são envoltos por poeira e gás, o que os torna difíceis de ver. Os astrônomos estão procurando por esses buracos negros ocultos usando métodos inovadores, como o uso da NASA Observatório de Raios-X Chandra para procurar suas assinaturas no comprimento de onda dos raios-X.
Combinando dados do Chandra Source Catalog, uma lista de fontes de raios-X compiladas nos primeiros 15 anos de operação do observatório, junto com dados de luz visível do Sloan Digital Sky Survey, eles conseguiram identificar centenas de buracos negros que eram desconhecidos antes. “Os astrônomos já identificaram um grande número de buracos negros, mas muitos permanecem indescritíveis”, disse o principal pesquisador do projeto, Dong-Woo Kim, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA). “Nossa pesquisa descobriu uma população desaparecida e nos ajudou a entender como eles estão se comportando.”
Como os astrônomos detectam buracos negros invisíveis
Para encontrar os buracos negros ocultos, os pesquisadores se concentraram em buracos negros supermassivos. Estes são um tipo particularmente grande de buraco negro que são encontrados com mais frequência nos centros das galáxias. Pensa-se que quase todas as grandes galáxias têm um buraco negro supermassivo, mas alguns deles ainda não foram observados. Neste projeto, os pesquisadores compararam galáxias que eram fontes brilhantes de raios-X, mas fracas na luz visível, chamadas de “XBONGs” (galáxias opticamente normais e brilhantes em raios-X). Eles foram capazes de identificar 817 desses XBONGs que brilhavam fortemente nos dados de raios-X do Chandra, mas não nos dados da pesquisa Sloan.
Quando eles olharam para esses XBONGs, descobriram que cerca de metade deles estavam brilhando no comprimento de onda dos raios-X devido a buracos negros supermassivos não detectados anteriormente. Esses buracos negros estavam ocupados se alimentando de material próximo, então eles emitiam radiação, mas a maior parte dessa energia nos comprimentos de onda da luz visível estava escondida por espessas nuvens de poeira e gás. Os raios-X podem passar mais facilmente por essas coberturas, para que possam ser detectados mesmo quando a luz visível não pode ser.
Os pesquisadores sabiam que estavam olhando para buracos negros supermassivos e não para outros tipos de objetos porque os raios-X que eles emitiam eram tão brilhantes que deveriam ter vindo de buracos negros supermassivos que estão se alimentando e crescendo rapidamente. “Não é todo dia que você pode dizer que descobriu um buraco negro”, disse outro dos pesquisadores, Alyssa Cassity, da Universidade da Colúmbia Britânica, “portanto, é muito emocionante perceber que descobrimos centenas deles”.