Sinais misteriosos sugerem o menor buraco negro já detectado: WebCuriosos

Uma estrela oscilando estranhamente no espaço pode ser a indicação de um dos objetos mais procurados da galáxia.

A cerca de 5.825 anos-luz da Terra, uma estrela gigante vermelha foi vista movendo-se como se estivesse numa lenta dança orbital com uma companheira binária. O problema? Não há absolutamente nenhuma luz vindo do local onde o companheiro binário deveria estar.

Fica mais interessante. Com base no comportamento da gigante vermelha, os astrónomos liderados por Song Wang, da Academia Chinesa de Ciências, determinaram que a massa do objeto invisível é apenas 3,6 vezes a massa do Sol. Só pode ser uma coisa: um buraco negro, de tamanho pequeno, bem no meio de um vazio misterioso nos dados conhecido como menor lacuna de massa.

Chamado G3425, pode ter muito a nos ensinar sobre os minúsculos buracos negros segundo uma análise.

“A rara descoberta do G3425 fornece evidências da existência de buracos negros com lacunas de massa em binários não interagentes, que são difíceis de detectar através da emissão de raios X,” os pesquisadores escrevem em seu artigo.

“Mais notavelmente, a formação da sua órbita circular surpreendentemente ampla desafia a atual evolução binária e as teorias de explosão de supernovas.”

Os buracos negros estão em um continuum de objetos ultradensos que se formam a partir dos núcleos remanescentes de estrelas mortas depois que ficam sem combustível e colapsam sob a gravidade. As anãs brancas formam-se a partir de estrelas com até cerca de oito vezes a massa do Sol e têm um limite superior de massa de cerca de 1,4 vezes a massa do Sol.

Objetos mais pesados ​​tornam-se ainda mais densos; essas são estrelas de nêutrons, com até cerca de 2,3 massas solares (embora possa haver um pouco de sobreposição entre as faixas de massa).

Acima de 2,3 massas solares, de acordo com nossos melhores modelos, uma estrela de nêutrons não consegue mais suportar a pressão da gravidade para dentro. Deve entrar em colapso completamente, formando um buraco negro.

É aqui que entra a lacuna de massa. Detectamos pouquíssimos candidatos a buraco negro abaixo de cinco massas solares. Ou somos muito ruins em encontrá-los ou algo está impedindo sua formação.

Ser realmente ruim em encontrá-los não está totalmente fora das possibilidades, na verdade. A menos que estejam a crescer ativamente – um processo que gera radiação X a partir do material que gira em torno do buraco negro sob influências gravitacionais extremas – os buracos negros são muito difíceis de detetar. Eles podem afetar as coisas ao seu redor, mas quanto menor o buraco negro, menos pronunciado será esse efeito.

A missão Gaia da Agência Espacial Europeia, no entanto, está a dar-nos uma excelente ferramenta para encontrar o invisível. A missão de longo prazo é mapear a Via Láctea em três dimensõesincluindo os movimentos e velocidades das estrelas. Isso significa que quando encontramos uma estrela que parece estar dançando sem nada, podemos agora olhar mais de perto para ver o que pode – ou não – estar lá.

Foi isso que levou a equipe de Wang ao G3425. Eles usaram a espectroscopia do Telescópio Espectroscópico Multiobjeto de Grande Abertura da Academia Chinesa de Ciências para procurar mudanças na luz de uma estrela à medida que ela se move em torno do centro de gravidade mútuo do binário, ume usaram dados do Gaia para procurar os movimentos das estrelas no espaço.

A estrela gigante vermelha em G3425 tem uma massa estimada em cerca de 2,7 sóis. E o seu movimento sugere que está numa órbita relativamente ampla, levando cerca de 880 dias para se mover em torno de um centro de gravidade mútuo com um objeto calculado em cerca de 3,6 vezes a massa do Sol.

Essa órbita, de acordo com a modelagem da equipe, é bastante circular. Outros buracos negros de massa estelar em sistemas binários tendem a ter órbitas elípticas. Uma órbita circular significa que o binário esteve estável e sem perturbações durante muito tempo; não é realmente consistente com a nossa compreensão dos binários dos buracos negros, uma vez que a supernova que produz o buraco negro pode criar uma grande perturbação, desequilibrando o próprio buraco negro ou limpando o espaço em alta velocidade.

G3425 levanta algumas questões. Mas também pode conter algumas respostas. A melhor maneira de obter essas respostas será encontrar mais buracos negros de baixa massa espalhados pela galáxia e usar dados estatísticos para descobrir as diferentes maneiras pelas quais os buracos negros podem se formar, com base no que encontrarmos.

“Futuras observações espectroscópicas e astrométricas,” os pesquisadores escrevem“pode ​​ajudar a desvendar uma população binária de buraco negro de baixa massa com uma variedade de parâmetros e fornecer insights profundos sobre a formação e evolução de sistemas binários.”

A pesquisa foi publicada em Natureza.