Astrônomos confirmam pela primeira vez um trio ativo de buracos negros supermassivos no universo.

Imagine o coração de uma galáxia. Lá, no centro, muitas vezes vive um gigante invisível: um buraco negro supermassivo. Esses monstros gravitacionais têm milhões ou bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Eles crescem de forma violenta, principalmente quando suas galáxias hospedeiras se fundem.

Durante uma fusão galáctica, os buracos negros centrais começam uma dança lenta e complexa. O gás e a poeira cósmicos são canalizados para seus núcleos, alimentando-os. Quando isso acontece, esses buracos negros se tornam fontes de energia brilhantes, conhecidas como Núcleos Galácticos Ativos.

Agora, astrônomos fizeram uma descoberta raríssima. Eles confirmaram o primeiro sistema triplo de núcleos ativos, todos emitindo ondas de rádio. Três galáxias estão colidindo, e cada uma tem seu buraco negro "acordado" e ativo. É como encontrar três motores cósmicos gigantescos trabalhando juntos.

Como essa descoberta foi feita

Encontrar um sistema desses é um trabalho de detetive cósmico. A busca começou com dados de um telescópio espacial que varre o céu no infravermelho. Ele identificou candidatos a pares de núcleos ativos. Entre centenas de opções, um sistema chamado J1218/J1219+1035 parecia especialmente promissor.

Observações ópticas revelaram a surpresa: não eram duas, mas três galáxias interagindo. Duas estão relativamente próximas, e a terceira um pouco mais distante. A confirmação final veio de radiotelescópios extremamente poderosos. Eles mostraram uma fonte compacta de rádio no núcleo de cada uma das três galáxias.

Essa emissão de rádio é a assinatura de um buraco negro supermassivo ativo. Apenas uma fração deles emite rádio dessa forma. Encontrar três juntos, no mesmo sistema, é um evento de probabilidade incrivelmente baixa. Foi isso que tornou a descoberta única e sólida.

Por que sistemas triplos são tão especiais

Até hoje, só conhecemos outros dois sistemas triplos confirmados no universo próximo. Eles foram descobertos por meio de sua luz óptica ou de raios-X. Este novo sistema é o primeiro onde todos os três membros brilham em ondas de rádio.

A raridade não é por acaso. Para ver um sistema assim, é preciso que três buracos negros estejam sendo alimentados ao mesmo tempo. Além disso, precisamos de telescópios capazes de distinguir um núcleo do outro. Tudo isso torna a observação um verdadeiro desafio técnico.

Esses sistemas são laboratórios naturais para um famoso problema da física: o "problema dos três corpos". Simular a gravidade entre três objetos massivos é caótico e complexo. Observar um caso real ajuda os cientistas a testar suas teorias sobre como essas interações acontecem na prática.

A longa dança até a fusão

Quando galáxias colidem, seus buracos negros não se fundem de imediato. Eles iniciam um processo que pode levar bilhões de anos. Primeiro, perdem energia ao interagir com estrelas e gás ao redor, espiralando para o centro comum. Esse estágio é chamado de fricção dinâmica.

Quando ficam muito próximos, o mecanismo muda. Estrelas que passam perto do par podem ser ejetadas, carregando energia e aproximando os buracos negros. Esse é o "espalhamento estelar". Por fim, quando a distância é mínima, as ondas gravitacionais assumem o controle.

As ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo previstas por Einstein. Elas drenam a energia orbital restante, levando à fusão final. Com três buracos negros, a dinâmica é ainda mais imprevisível. Um deles pode ser expulso do sistema, enquanto os outros dois se fundem mais rápido.

A conexão com o futuro da astronomia

A fusão de buracos negros supermassivos é uma das fontes mais poderosas de ondas gravitacionais no cosmos. Detectores terrestres atuais não conseguem captar essas ondas de frequência muito baixa. Mas uma missão espacial futura, chamada LISA, foi projetada exatamente para isso.

Sistemas como o recém-descoberto são os precursores desses eventos cósmicos majestosos. Estudiá-los agora é como preparar o terreno para as grandes descobertas das próximas décadas. Eles ajudam a calibrar as expectativas sobre quantas fusões poderemos detectar no futuro.

A combinação de observações de telescópios convencionais com a detecção de ondas gravitacionais inaugurará uma nova era. Será a astronomia multi-mensageira, onde diferentes "sentidos" investigam o mesmo fenômeno. Isso trará uma compreensão sem precedentes do universo mais violento.

Um laboratório cósmico único

A confirmação deste sistema triplo tem implicações profundas. Ele valida a teoria de que as maiores estruturas do cosmos crescem a partir de fusões sucessivas. Mostra que eventos extremamente raros podem, de fato, ser observados com a tecnologia e os métodos certos.

Cada novo dado sobre esse sistema ajuda a entender como buracos negros e galáxias co-evoluem. A presença dos três jatos de rádio pode não ser coincidência. Talvez o ambiente turbulento da fusão tripla seja especialmente eficiente em ativar esse tipo de emissão.

Os próximos passos envolvem observações ainda mais detalhadas. Telescópios espaciais de raios-X podem mapear o gás superaquecido ao redor dos buracos negros. O Telescópio Espacial James Webb pode ver através da poeira, revelando como a fusão está formando novas estrelas.

Observações contínuas com radiotelescópios de alta precisão podem, um dia, captar o movimento próprio desses núcleos. Isso permitiria medir suas órbitas e estimar com mais precisão quando duas dessas gigantescas fontes de gravidade finalmente se tornarão uma.