Buraco negro de elo perdido raro encontrado à espreita na Via Láctea: WebCuriosos

Um dos objetos mais procurados do Universo acaba de ser detectado aqui mesmo na galáxia da Via Láctea.

No centro de um aglomerado esférico de estrelas chamado Omega Centauri, a cerca de 17.000 anos-luz de distância, os astrónomos encontraram evidências de um buraco negro de massa intermédia, inclinando a escala cósmica para uma massa equivalente a pelo menos 8.200 sóis.

É uma das melhores pistas que já temos sobre estas feras esquivas – buracos negros que se enquadram na faixa de massa entre os buracos negros de massa estelar e os monstros supermassivos que se escondem no coração das galáxias. E é a mais recente de uma série de detecções em aglomerados globulares de estrelas – confirmando que estes estranhos conjuntos são um dos melhores locais para observar.

“Aqui relatamos as observações de sete estrelas em movimento rápido nos 3 segundos de arco centrais (0,08 pc) de Omega Centauri,” escreve uma equipe de astrônomos liderada por Maximilian Häberle do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha.

“As velocidades das estrelas em movimento rápido são significativamente mais altas do que a velocidade de escape central esperada do aglomerado estelar, portanto a sua presença só pode ser explicada por estarem ligadas a um buraco negro massivo. Apenas a partir das velocidades, podemos inferir uma firmeza mais baixa. limite da massa do buraco negro de cerca de 8.200 massas solares, tornando este um bom caso para um buraco negro de massa intermediária no Universo local.”

Os buracos negros de massa intermediária (IMBHs) são escassos, pelo menos pelo que pudemos avaliar até agora. Eles se enquadram em uma faixa de massa mal definida, que geralmente fica entre 100 e 100.000 a um milhão de massas solares.

Em ambos os lados, temos buracos negros de massa estelar na extremidade menor, aqueles que se formaram a partir do colapso do núcleo de uma estrela massiva e das fusões destes buracos negros; e no lado maior estão os supermassivos, com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol.

Isto representa um problema, porque sem IMBHs não há “tecido conjuntivo” ligando as duas faixas de massa. Os astrónomos pensam que os buracos negros supermassivos podem crescer gradualmente a partir da acumulação lenta e das fusões hierárquicas de buracos negros de massa estelar, mas precisaríamos de muito mais provas de que os IMBHs explicassem o número de buracos negros supermassivos por aí.

Os aglomerados globulares parecem ser um bom lugar para procurar. Estes são grupos de estrelas que podem chegar a milhões, todas juntas numa estrutura aproximadamente esférica, compactadas como sardinhas brilhantes. A Via Láctea tem cerca de 150 aglomerados globulares conhecidos e sua origem é um pouco misteriosa.

Mas estudos anteriores sobre aglomerados globulares encontraram altas concentrações de massa nos seus centros, consistentes com os intervalos de massa dos buracos negros de massa intermédia. E, de fato, evidências de que pode haver tal objeto escondido ali.

Ômega Centauri é pensado para ser o núcleo despojado ou núcleo do que já foi uma galáxia anã chamada Salsicha de Gaia. Tem cerca de 150 anos-luz de diâmetro e contém cerca de 10 milhões de estrelas. As galáxias anãs são como versões menores de galáxias de tamanho real, e é possível que, em vez de um buraco negro supermassivo no seu centro, elas girem em torno de IMBHs.

Agora, um buraco negro é muito difícil de detectar se ele estiver apenas no espaço sem fazer nada, então as pesquisas por IMBHs em aglomerados globulares e galáxias anãs muitas vezes se voltam para a cinemática estelar – o estudo da maneira como as estrelas se movem em torno de uma massa devido à gravidade. interações. O exemplo mais famoso são as estrelas que orbitam o buraco negro gigante no centro da Via Láctea, Sagitário A* (Sgr A*).

Anteriormente, estudos que examinam o movimento das estrelas em Ômega Centauri encontraram evidências de que existe um IMBH espreitando nele. Isso foi há mais de uma década, e Häberle e seus colegas queriam realmente entrar lá e ver se conseguiam restringir ainda mais o assunto.

Usando 20 anos de dados coletados pelo Telescópio Espacial Hubble – mais de 500 imagens – eles construíram um catálogo de movimento próprio atualizado e muito mais detalhado da região central de Omega Centauri, procurando estrelas que parecem estar se movendo como se fossem influenciadas por um massa invisível gigante.

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Na região central, encontraram algumas estrelas em movimento rápido, muito semelhantes às que orbitam Sgr A*. E, estudando cuidadosamente a sua velocidade e movimento, foram capazes de determinar o limite inferior da massa do objecto com o qual parecem estar a interagir. Com 8.200 massas solares, isso é um IMBH, não importa como você o corte.

Na verdade, dizem os pesquisadores, um IMBH é a única explicação plausível para o que encontraram.

“Este buraco negro fornece um importante ponto de dados no estudo da demografia de buracos negros em galáxias de baixa massa, juntamente com outros buracos negros que foram detectados em aglomerados globulares mais massivos e despojados. [galactic] núcleos”, eles escrevem em seu papel.

“Além disso, este buraco negro fornece o buraco negro massivo mais próximo e apenas o segundo depois do Sgr A* para o qual podemos estudar o movimento de múltiplos companheiros estelares individuais ligados.”

Esta descoberta, dizem eles, sugere revisitar outros aglomerados globulares e aplicar metodologia semelhante para restringir quais segredos podem ser encontrados neles.

A pesquisa foi publicada em Natureza.