Extraordinário sistema de buraco negro 'trinário' é o primeiro desse tipo já encontrado: WebCuriosos
Na constelação de Cygnus, a cerca de 7.800 anos-luz da Terra, esconde-se uma verdadeira estranheza espacial. Lá, um buraco negro em um sistema chamado V404 Cygni se envolve repetidamente em um comportamento que tem simultaneamente confundido e encantado os cientistas.
Agora, descobriu um novo truque do seu arsenal aparentemente interminável: uma companheira binária invisível, uma estrela numa ampla órbita de cerca de 70.000 anos.
Dado que V404 Cygni já tem uma companheira – uma estrela numa órbita próxima de 6,5 dias, na qual o buraco negro central se banqueteia vagarosamente – o terceiro objeto recém-descoberto torna o sistema um trinário.
É a primeira vez que vemos um sistema com esta configuração e pode oferecer alguns insights sobre como os buracos negros se formam. Isto ocorre porque uma explosão de supernova, considerada o mecanismo pelo qual se formam os buracos negros de massa estelar, deveria ter rompido a tênue ligação gravitacional de uma órbita ampla.
“Acreditamos que a maioria dos buracos negros se formam a partir de violentas explosões de estrelas, mas esta descoberta ajuda a colocar isso em questão,” diz o físico Kevin Burdge do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
“Este sistema é muito entusiasmante para a evolução dos buracos negros e também levanta questões sobre se existem mais triplos por aí.”
Na verdade, sabemos sobre a segunda estrela há décadas; os astrônomos pensaram que era apenas uma estrela próxima a V404 Cygni, o que seria relativamente normal.
Mas os dados recolhidos pela missão Gaia da Agência Espacial Europeia revelaram que há definitivamente mais coisas a acontecer lá do que pensávamos. Gaia está mapeando as posições tridimensionais dos objetos na Via Láctea; mas também mapeia sua direção e velocidade à medida que se movem pelo espaço.
V404 Cygni e a estrela aparentemente não relacionada estão se movendo pelo espaço na mesma direção e na mesma velocidade. Isso mostra que os objetos estão vinculados.
“É quase certo que não é uma coincidência ou acidente”, Burdge diz. “Estamos vendo duas estrelas que se seguem porque estão ligadas por esta fraca cadeia de gravidade. Portanto, este tem que ser um sistema triplo.”
Existem evidências do modelo de supernova para a formação de buracos negros. Isto ocorre quando uma estrela moribunda entra em erupção numa explosão colossal, ejetando o seu material exterior, enquanto o núcleo da estrela colapsa sob a gravidade para formar um buraco negro, o objeto mais denso do Universo.
Os cientistas viram supernovas e desembaraçaram a luz para medir a massa do objeto no núcleo e inferir a produção de um buraco negro. Mas isso não significa que uma supernova seja o único mecanismo de formação. Outra opção é o modelo de colapso direto. Aqui, a estrela massiva simplesmente implode, completamente, em um buraco negro, sem bagunça, sem confusão.
Aqui, a evidência é um pouco mais difícil de encontrar. Sem bagunça ou confusão, há praticamente uma ausência de evidências.
É aqui que V404 Cygni de repente se torna muito interessante – porque quando uma explosão de supernova é assimétrica, o que muitas vezes acontece, o desequilíbrio na energia pode dar ao buraco negro nascente um impulso direcional.
Isto é difícil de resolver com uma órbita tão ampla como a vista com a estrela recém-conectada. O buraco negro e a estrela estão separados por uma distância de 3.500 unidades astronômicas, o que torna a ligação gravitacional entre eles relativamente fraca. A perturbação introduzida por uma supernova deveria ter quebrado essa ligação como um fio de teia de aranha.
A ampla separação orbital também torna a captura gravitacional entre dois objetos que passam difícil de explicar. Burdge e os seus colegas realizaram dezenas de milhares de simulações e descobriram que a melhor explicação é que os três objetos já estavam ligados gravitacionalmente quando o buraco negro se formou; e que o mecanismo de formação foi o colapso direto.
“A grande maioria das simulações mostra que a maneira mais fácil de fazer esse triplo funcionar é através do colapso direto”, Burdge diz.
É a melhor evidência até agora para o modelo de colapso direto da formação de buracos negros, o que reforça o mecanismo como uma forma válida de interpretar buracos negros cuja história de formação é difícil de resolver com uma supernova.
Pode muito bem haver outras trinárias amplas que incluem buracos negros por aí que perdemos devido à furtividade dos buracos negros; encontrá-los pode ajudar-nos a compreender melhor como estes objetos se formam e porque é que um buraco negro pode colapsar diretamente em vez de explodir num clarão de luz.
“Ou tivemos muita sorte ou os cursos terciários são comuns”, diz o astrônomo Kareem El-Badry da Caltech.
“Se forem comuns, isso poderá resolver algumas das questões de longa data sobre como os binários dos buracos negros se formam. Os triplos abrem caminhos evolutivos que não são possíveis para binários puros.
“As pessoas já previram antes que os binários dos buracos negros poderiam se formar principalmente através da evolução tripla, mas nunca houve qualquer evidência direta até agora.”
A pesquisa foi publicada em Natureza.