Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira

A Sexta Astronómica número 13 começou no Sábado dia 29 de Março de 2008. Como de costume o encontro ocorreu à porta da UMa pelas 20h. No entanto eu, Laurindo, por vir um pouco mais tarde, fui directo para o restaurante. Curiosamente acabei por ser o primeiro a chegar uma vez que os restantes participantes (Sandro, Adrian e Hildegardo) optaram por ir a pé até ao restaurante.

Não havendo um tema proposto com a devida antecedência para esta Sexta Astronómica tomei a iniciativa de escolher e preparar um (na medida do possível) durante a tarde. A minha escolha acabou por recair em OJ 287: uma galáxia activa em cujo núcleo parece existir um binário de Buracos Negros Supermassivos (Sky & Telescope, Apr 2008). Assim, durante o jantar falamos de OJ 287, de outros buracos negros supermassivos e também de buracos nergros em geral.

OJ 287 é uma galáxia activa na constelação de Cancer em cujo núcleo se julga existir um binário de buracos negros supermassivos. O maior dos dois (primário) tem uma massa estimada em cerca de 1.8x10^10 massas solares (18000 milhões de massas solares) o que faz dele o maior objecto em termos de massa conhecido da ciência até a data. O segundo buraco negro (secundário) tem uma massa estimada em 10^8 massas solares (100 milhões de massas solares). Note-se que qualquer um destes tem uma massa muito superior à do Buraco Negro do centro da Nossa Galáxia cuja massa está estimada em cerca de 3.7 milhões de massas solares.

Observam-se explosões em OJ-287 na banda do óptico a cada 12 anos. Julga-se que essas explosões (flares) ocorrem quando o buraco negro secundário atravessa o disco de acreção do buraco negro primário, o que acontece duas vezes a cada 12 anos (Valtonen 2007). O sistema está representado na Figura 1. Note-se no entanto que a representação não está à escala. De facto o raio do buraco negro principal ronda as 350UA (1UA~1.5*10^11m), o raio do buraco negro secundário ronda as 2UA e a separação entre ambos é da ordem das 12000UA. Para termos comparativos temos que a distância média de Neptuno ao Sol é de 30UA.

Figura 1 - A galáxia activa OJ287 em cujo núcleo julga-se existir um binário de buracos negros supermassivos.

De acordo com a Teoria da Relatividade Geral um sistema como este deve emitir continuamente ondas gravitacionais. Como consequência os dois buracos negros devem estar cada vez mais próximos um do outro e o respectivo período orbital deve ser cada vez menor. Valtonen et al. (2008) asseguram ter medido um decaimento no período do sistema baseando-se nessas explosões registadas no óptico. Para além de terem previsto a explosão de 13 de Setembro de 2007, com um erro de apenas dois dias, previram também a duração e amplitude da mesma. Se o sistema não estivesse continuamente a emitir ondas gravitacionais então a explosão deveria ocorrer cerca de 20 dias mais tarde. Valtonen et al. (2008) argumentam que este conjunto de resultados não pode ser apenas mera coincidência.

Alguns autores olham contudo para estes resultados com algumas reservas. OJ287 apresenta de factos explosões esporádicas mas cujo período nem sempre ronda os 12 anos. Para além disso entre 1970 e 1990 o intervalo entre explosões consecutivas aumentou. Outro factor suspeito prende-se com o facto de que num sistema deste tipo a órbita tende a ser circular e não tão alongada como no modelo de Valtonen. A explicação para uma órbita assim alongada poderá passar pela presença de um terceiro buraco negero supermassivo ainda não detectado.

Caso se confirmem os resultados de Valtonen então estamos na presença do sistema binário mais extremo alguma vez observado: o laboratório ideal para testar diversos aspectos da Teoria da Relatividade Geral a começar naturalemte pelas ondas gravitacionais. O momento alto ocorrerá daqui por 10 000 anos quando os dois buracos negros colidirem libertando enormes quantidades de energia na forma de ondas gravitacionais.

Depois do jantar voltamos para a UMa (desta feita todos de carro). O céu apresentava-se relativamente limpo pelo que decidimos ir para o terraço. Sem um plano prévio de observações optamos por levar os telescópios Mizar e ASDoT. O Sandro tentou obter uma fotografia com a máquina digital SLR através dos telescópios Mizar e ASDoT, utilizando um adaptador para oculares de 1.25" e um anel T. Todavia foi impossível focar em ambos os telescópios. O sensor da máquina ficava sempre acima do foco (o tubo porta oculares estava no seu mínimo de extensão) e o anel T não permitia aproximar mais o sensor do foco. Seria interessante, em futuras ocasiões, procurar descobrir porque razão se consegue alcançar o foco em alguns modelos e noutros não.

Acabamos por observar principalmente Marte e Saturno. Verificamos que havia alguma turbulência atmosféria apesar de o céu estar praticamente limpo. Durante as observações continuamos parte da discussão sobre buracos negros (e não só) iniciada ao jantar. Aqui ficam alguns links para apresentações sobre buracos negros feitas durante as Semanas da Astronomia e que podem ajudar a esclarecer algumas das dúvidas (e certamente levantar outras):

Buracos Negros: Viagem ao lado de lá
O Buraco Negro no Centro da Nossa Galáxia
Buracos Negros Artificiais
Stephen Hawking e os Buracos Negros

Demos por encerrados os trabalhos cerca da meia-noite.

Laurindo Sobrinho

Referências:

Valtonen, M. J. (2007), ApJ, 659, 1074
Valtonen, M. J. et al. (2008), A&A, 477, 407
Sky & Telescope (News Notes), April 2008, p16