Uma fina linha de gás e estrelas jovens que acompanham uma galáxia distante é o resultado de um buraco negro supermassivo que se move a velocidades próximas de 1.000 quilómetros por segundo, de acordo com um artigo de Peter van Dokkum, da Universidade de Yale, e colegas. Cartas de diários astrofísicos e está disponível como um Pré-impressão no arXiv. Usando o Telescópio Espacial James Webb, a equipe encontrou a assinatura cinemática que faltava quando o objeto foi relatado pela primeira vez: uma mudança repentina e acentuada na velocidade do gás na borda de ataque, de modo que apenas um corpo rápido e massivo poderia atravessar o gás fino.
A característica abrange cerca de 62 quiloparsecs, ou cerca de 200.000 anos-luz, e fica ao lado de uma galáxia com um desvio para o vermelho de 0,96, o que significa que a sua luz foi emitida há cerca de 7,5 mil milhões de anos. O objeto foi denominado RBH-1 e os autores o descrevem como o primeiro buraco negro supermassivo em fuga confirmado. Os astrónomos previram durante quase meio século que os buracos negros poderiam ser ejetados das galáxias. Já houve candidatos antes, mas eram obscuros.
O que os novos dados realmente mostram
Houve uma tendência Observado pela primeira vez em uma imagem do Hubble em 2023E razões circunstanciais são interpretadas como possíveis rastros de buracos negros. Agora há evidências diretas. A Unidade de Campo Integral NIRSpec do JWST mediu a velocidade do gás na ponta e encontrou uma mudança de velocidade de cerca de 600 quilômetros por segundo ao longo de cerca de um quiloparsec. Equipada com um modelo de choque em arco, esta descontinuidade implica que o buraco negro se desloca a cerca de 954 quilómetros por segundo numa trajectória inclinada cerca de 29 graus em relação ao plano do céu e na nossa direcção com uma incerteza de pouco mais de 100.
A relação da linha de emissão indica o mesmo, o que corresponde a um choque de radiação rápida. O artigo descreve o caso de um choque de arco supersônico como um limite muito forte e irredutível.
Determinar a massa é difícil, pois nenhuma das assinaturas vem diretamente do buraco negro. Um argumento de conservação de energia estabelece um limite mínimo de dez milhões de massas solares. Uma estimativa separada, baseada na massa estelar da galáxia que aparentemente deixou, aponta para mais perto de vinte milhões.
O que há de novo e o que já era conhecido
Em 2023, a descoberta rendeu uma sequência e uma hipótese. O que 2026 acrescenta é a medida que distingue um objeto em movimento de uma alternativa. As imagens profundas do New Hubble mostram que a emissão é reduzida por um fator de mais de quarenta, o que é difícil de conciliar com duas leituras concorrentes sugeridas: uma galáxia de perfil vista de perfil ou uma galáxia se despedaçando. Nenhum dos dois produz uma frente de choque clara em uma extremidade.
Para seu crédito, os autores também revisaram partes de seu artigo anterior. Uma segunda esteira proposta no lado oposto da galáxia não está nos dados profundos. A leitura original da curva de velocidade ao longo da faixa estava incorreta e agora é interpretada como o resfriamento do gás e a mistura por trás do choque, em vez da atração gravitacional do objeto no meio circundante.
RBH-1 não é uma coruja cósmica
Alguns colocaram o RBH-1 dentro do sistema chamado Cobertura Coruja cósmica. Na nossa leitura do jornal, isso vale uma manchete confusa. A Coruja Cósmica, também conhecida como Galáxia do Infinito, só aparece em caso inverso na introdução. Ele contém três buracos negros ativos, e eles argumentam que seu centro anômalo provavelmente se formou no local, em vez de ser ejetado. RBH-1 é um objeto totalmente separado: uma feição de 62 quiloparsecs na lateral de uma galáxia diferente. Eles se unem porque o nome de van Dokkum está em cada um e ambos envolvem buracos negros deslocados. Eles não são a mesma invenção.
De onde vêm as estrelas recém-nascidas
As estrelas não são as produtoras dos buracos negros. À medida que o objeto se move através do gás fino em torno de seu hospedeiro anterior, ele emite um choque, arrastando atrás de si uma coluna de gás resfriado. Nessa trilha turbulenta, o gás do meio circundante se mistura, esfria e se torna denso o suficiente para onde fica.
Esse processo é admirável, mas não totalmente fechado. Pelos próprios cálculos do artigo, o gás flui e fica aquém da massa estelar que entra por vários factores, a menos que o rasto transforme gás em estrelas a uma taxa vista apenas em explosões estelares extremas, ou a menos que produza uma mistura de estrelas invulgarmente pesada no topo. O caminho das jovens estrelas é real. Exatamente como isso fez tantos deles ainda não está resolvido.
O que não aparece no papel e o que ver
Cada assinatura descrita aqui vem de gás chocado, não de buracos negros. O próprio objeto permanece invisível. Há um leve nó ultravioleta perto do local previsto pelo modelo, que eles identificam como um possível indício de gás próximo ao objeto e alertam que é temporário.
Como escapou também não está resolvido, embora o papel esteja inclinado para o lado. Um buraco negro pode ser ejetado por um estilingue de três corpos ou pelo recuo de uma fusão que irradia ondas gravitacionais de forma desigual. A sua massa de escape parece próxima da massa do buraco negro central do antigo hospedeiro. Essa semelhança aponta os autores de volta. Num estilingue, geralmente é o mais leve dos três buracos negros que é ejetado, portanto não se espera que as massas sejam iguais.
Uma questão mais importante é se o RBH-1 é um entre muitos. Tais rastros poderiam ser um marcador genérico de ejeção de buracos negros e, nesse caso, contá-los restringiria a frequência com que as galáxias ejetam seus buracos negros centrais. É suficientemente fino para que as pesquisas terrestres tendam a não o perceber, razão pela qual os autores apontam para os telescópios espaciais de campo amplo, os Telescópios Espaciais Romanos Euclid e Nancy Grace, como instrumentos que provavelmente produzirão um segundo exemplo.
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