O Monstro de NGC 1277: Um Buraco Negro Que Desafia Teorias

Buracos Negros

Os Buracos Negros são objetos massivos cujo campo gravitacional é tão intenso que impede que qualquer forma de matéria ou radiação escape, incluindo estrelas, planetas, matéria, energia e até mesmo a luz. Os buracos negros são descritos pela teoria da relatividade geral. Quando o núcleo de uma estrela morta é muito massivo para se tornar uma estrela de nêutrons, ele se contrai inexoravelmente até formar este objeto astronômico misterioso: o buraco negro.

Os buracos negros estelares têm uma massa de algumas massas solares a bilhões de massas solares. Eles nascem após o colapso gravitacional do resíduo de estrelas massivas. Um homem já previu no século XVIII a existência de estrelas escuras, o físico, astrônomo e geólogo britânico, John Michell (1724-1793). Em suas anotações, ele escreve que quando uma estrela se torna muito massiva, ela atrai a luz sob a influência de sua força gravitacional. No entanto, como seus cálculos dão uma densidade da estrela correspondente a 18 bilhões de toneladas em um cm³, ele conclui que isso não pode existir.

Descoberta do Buraco Negro Supermassivo NGC 1277

NGC 1277 é uma galáxia lenticular localizada no aglomerado de Perseu, a cerca de 220 milhões de anos-luz da Terra. Descoberta em 1875 pelo astrônomo irlandês Lawrence Parsons (1840-1908), esta galáxia tornou-se um objeto de estudo privilegiado desde a revelação em 2012 de seu buraco negro central excepcionalmente massivo. Este sistema único desafia os modelos padrão de formação galáctica e oferece aos astrofísicos uma janela única sobre os processos extremos que governam a evolução das galáxias.

Características Excepcionais do Buraco Negro NGC 1277

O buraco negro supermassivo no coração de NGC 1277 apresenta propriedades notáveis:

• Massa Colossal: Estimada em 17 bilhões de massas solares (±3 bilhões)
• Relação Incomum: Representa ~14% da massa estelar da galáxia (contra ~0.1% tipicamente)
• Horizonte de Eventos Extendido: Aproximadamente 400 vezes a distância Terra-Sol
• Disco de Acreção: Atividade reduzida apesar da massa excepcional

Implicações Astrofísicas

As implicações astrofísicas da descoberta do buraco negro supermassivo em NGC 1277 são profundas e questionam vários paradigmas na astrofísica galáctica.

1. Questionamento da Relação de Coevolução Buraco Negro-Galáxia

No modelo padrão, as galáxias e seus buracos negros centrais evoluem juntos: a massa do buraco negro está correlacionada com propriedades globais da galáxia, como a dispersão de velocidade estelar (relação M–σ), a massa do bulbo ou a luminosidade esferoidal. Mas em NGC 1277, o buraco negro representa ≈ 14% da massa estelar, contra ≈ 0.1% a 0.5% habitualmente. Este grande desacordo sugere que:

• Ou a galáxia perdeu massa estelar desde sua formação (galáxia "anêmica"),
• Ou o buraco negro cresceu anormalmente rápido,
• Ou existe uma classe de galáxias relíquia que escapam das relações de coevolução clássicas.

2. Possível Existência de Buracos Negros "Primordiais Gigantes"

Alguns modelos sugerem que os buracos negros de galáxias como NGC 1277 teriam se formado muito cedo (z > 2), durante as primeiras fases de formação galáctica, em ambientes muito densos e favoráveis ao crescimento rápido (acréscimo quase-Eddington sustentado, fusões rápidas, etc.). NGC 1277 poderia, portanto, abrigar um buraco negro fóssil da época dos quasares, que permaneceu relativamente inativo desde então.

3. Galáxia Fóssil: Testemunha de um Universo Jovem

NGC 1277 é uma galáxia compacta, lenticular, com muito pouca atividade de formação estelar, apresentando uma população estelar antiga (> 10 Gyr) e pouco gás. Isso a torna uma galáxia relíquia:

• Praticamente não evoluiu desde z ≈ 2,
• Não se fundiu nem aumentou significativamente sua massa desde a época da formação das galáxias massivas.

4. Estatísticas de Buracos Negros Extremos Subestimadas

Se outras galáxias compactas e antigas como NGC 1277 também abrigarem buracos negros desproporcionais, então:

• As estimativas estatísticas da densidade de massa em buracos negros no universo local (Ω_BH) estão subestimadas.
• Isso afeta as previsões de detecção de ondas gravitacionais de fontes extragalácticas massivas (por exemplo, por LISA).

5. Testes Gravitacionais em Alta Curvatura

A massa extrema do buraco negro de NGC 1277 (até 1,7×10¹⁰ M_☉) o torna um candidato para testar a relatividade geral em regime forte:

• Influência na dinâmica estelar perto do centro,
• Perfil relativista das linhas de emissão (se houver um disco presente),
• Precessão de Lense-Thirring teórica (não observada aqui, mas interessante em um quadro geral).

Métodos de Observação

O estudo deste sistema baseia-se em várias técnicas complementares: