Em astrofísica , um buraco negro intermediário designa um buraco negro de alguns milhares de massas solares , ou seja, com uma massa situada entre a dos buracos negros estelares e os buracos negros supermassivos .
A pesquisa atual mostra que os buracos negros estelares mais massivos têm apenas cerca de dez massas solares. O microquasar GRS 1915 + 105 é, atualmente, provavelmente o buraco negro estelar mais massivo. Por outro lado, buracos negros supermassivos são encontrados no centro das galáxias . Mas o processo de formação deste último não está claro, e ainda é incerto até que ponto o acréscimo da matéria circundante é suficiente para atingir massas de vários milhões de massas solares.
Entre a escala das estrelas e a das galáxias existe a escala dos aglomerados estelares , como aglomerados abertos e aglomerados globulares . Já na década de 1970, alguns físicos previam a existência de buracos negros de massa intermediária, com massa entre 100 e 10.000 massas solares, dentro de aglomerados. As primeiras indicações de sua existência eram a observação de fontes de raios-X muito brilhantes (muito mais do que o que poderia produzir um buraco negro estelar atingindo o brilho máximo denominado luminosidade de Eddington ), mas a mentira não está no centro das galáxias, como seria de esperar para um buraco negro supermassivo. Essas fontes foram chamadas de "fontes de raios-X ultraluminosas" (ULX) em inglês.
Os astrônomos agora pensam que, com alguns casos muito especiais (como a estrela do canhão e a estrela Wolf-Rayet WR 20a ), as estrelas nunca atingem massas superiores a 150-200 massas solares. Buracos negros intermediários, portanto, não podem ser formados pelo simples colapso de estrelas massivas. Porém, além da possibilidade de formação por acreção (canibalismo) de objetos no centro de aglomerados estelares, alguns astrônomos invocam a possibilidade de estrelas da população III . Essas estrelas são as primeiras estrelas formadas no início do universo. Neste ponto, a metalicidade do universo resultante da nucleossíntese primordial estava abaixo da metalicidade crítica onde está a metalicidade solar. Abaixo desse limite, o resfriamento por linhas metálicas não é eficiente, e a formação de estrelas de várias centenas de massas solares seria então possível. Como ainda não observamos diretamente as estrelas da população III, esse modo de formação permanece hipotético.
A questão da formação de buracos negros intermediários é particularmente importante, uma vez que a dos buracos negros supermassivos ainda não está clara. É tentador pensar que buracos negros supermassivos são formados pela coalescência de buracos negros intermediários.
Dentro novembro de 2004, uma equipe de astrônomos relatou a descoberta do primeiro buraco negro intermediário, orbitando a apenas 0,4 anos-luz do centro de nossa galáxia , a Via Láctea . É um buraco negro de 1300 massas solares, em um aglomerado de 7 estrelas, que provavelmente foi um aglomerado real no passado, mas que foi "despojado" de suas estrelas pelo buraco negro no centro da galáxia. Esta observação, portanto, apóia a ideia de que buracos negros supermassivos são formados pela absorção de buracos negros menores. O problema é que um grupo de pesquisadores alemães questionou esse resultado com base no estudo dinâmico do pequeno aglomerado onde o buraco negro intermediário deveria estar localizado. O debate permanece aberto sobre esta fonte.
Mais recentemente em janeiro de 2006, equipe liderada pelo Prof. Philip Kaaret, da Universidade de Iowa, nos Estados Unidos , anunciou a descoberta da oscilação quase periódica ( oscilações quase periódicas , QPOS em inglês) de um candidato a buraco negro de massa intermediária localizado usando o satélite Rossi X-ray Timing Explorer ( RXTE ) . O candidato a buraco negro, chamado M82 X-1 , tem uma estrela supergigante vermelha que orbita em torno dele e está perdendo sua atmosfera a seu favor. Embora a existência de QPOs seja agora bem aceita na comunidade astronômica, a interpretação desses QPOs no caso do M82 X-1 ainda é incerta. Se o período observado for verdadeiro, ele poderia de fato representar o período orbital, ou mesmo o período superorbital do disco de acreção, como visto em outros microquasares .
Dentro Abril de 2008, Análises feitas com o telescópio espacial Hubble eo Gêmeos Sul Telescope têm mostrado que o famoso globular aglomerado Omega Centauri poderia conter um buraco negro intermediário de 40.000 massas solares . Este resultado vem da análise da cinemática das estrelas do coração do aglomerado.
Durante a década de 2010, a presença de um buraco negro intermediário no aglomerado globular M62 foi debatida.
Outro candidato suspeito descoberto em 2016 é o objeto localizado na nuvem molecular gigante CO-0.40-0.22 localizada a 200 anos-luz de Sagitário A * . Sua massa atingiria 100.000 massas solares.
Em 2018, uma emissão de raios-X após a destruição de uma estrela por um buraco negro intermediário de cerca de 50.000 massas solares foi observada na periferia de uma galáxia.
Em 2019, um buraco negro intermediário com uma massa medida de 10.000 M ☉ foi detectado na galáxia NGC 4395 .
Em 2021, um estudo retrospectivo de 2.679 explosões de raios gama identificou uma explosão alterada por um efeito de lente gravitacional , provavelmente devido a um buraco negro de cerca de 55.000 M ☉