Concepção artísitca do buraco negro LB-1. (Créditos da imagem: YU Jingchuan/Beijing Planetarium).

Um novo método de busca de buracos negros acabou de dar frutos, e são suculentos. Os pesquisadores descobriram um buraco negro com cerca de 70 vezes a massa do Sol — mas, de acordo com os modelos atuais de evolução estelar, seu tamanho é impossível, pelo menos na Via Láctea.

A composição química das estrelas mais massivas da nossa galáxia sugere que elas perdem a maior parte de sua massa no final de suas vidas por meio de explosões e ventos estelares poderosos, antes que o núcleo da estrela desmorone em um buraco negro.

De acordo com os modelos atuais, as estrelas com massa capaz de gerar um buraco negro morrem no que é chamado de supernova de instabilidade de pares, que oblitera completamente o núcleo estelar. Os astrônomos estão coçando a cabeça tentando descobrir como o buraco negro LB-1 ficou tão massivo.

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“Buracos negros dessa massa nem deveriam existir em nossa galáxia, de acordo com a maioria dos modelos atuais de evolução estelar”, disse o astrônomo Jifeng Liu, do Observatório Astronômico Nacional da China. “O LB-1 é duas vezes mais massivo do que pensávamos ser possível. Agora os teóricos terão que assumir o desafio de explicar sua formação”, disse.

O método pelo qual o buraco negro foi detectado foi inovador. Os buracos negros, a menos que estejam ativamente acumulando matéria, um processo que brilha em vários comprimentos de onda em todo o espectro, são literalmente invisíveis. Eles não emitem radiação que possamos detectar — sem luz, sem ondas de rádio, sem raios-X. Mas isso não significa que não temos nada em nosso kit de ferramentas de detecção.

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Em 1783, o cientista John Michell (a primeira pessoa a propor a existência de buracos negros) sugeriu que os buracos negros podem ser detectáveis ​​se forem orbitados por algo que emite luz — como uma estrela companheira— que seria puxada ao redor do centro de gravidade mútuo resultante do sistema binário.

Agora esta técnica é conhecida como método de velocidade radial e é uma das principais maneiras pelas quais procuramos e confirmamos a existência de exoplanetas difíceis de observar, pois exercem uma pequena influência gravitacional em suas estrelas. E também pode ser usado para encontrar outras coisas invisíveis — como buracos negros.

Liu e seus colegas estavam usando o Telescópio Espectroscópico de Fibra Multi-Objeto de Grande Área do Céu (LAMOS0T, na sigla em inglês) na China para procurar por estrelas e de fato encontraram. No entanto, foram necessárias observações de acompanhamento usando o poderoso Gran Telescopio Canarias na Espanha e o Observatório Keck nos EUA para revelar a natureza incrível do que os cientistas descobriram.

A estrela, com cerca de 35 milhões de anos e com cerca de oito vezes a massa do Sol, orbita o buraco negro a cada 79 dias, no que os pesquisadores chamaram de órbita “surpreendentemente circular”.

Detectou-se outro buraco negro de uma faixa de massa semelhante, com cerca de 62 massas solares — ele foi criado como resultado de uma colisão entre dois buracos negros em um par binário — GW150914, a primeira detecção direta de ondas gravitacionais já feita por humanos.

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Mas o recém-descoberto LB-1 ainda tem seu companheiro binário. Um cenário pode ser que o LB-1 se formou a partir da colisão de dois buracos negros e depois capturou a estrela — mas a órbita circular de sua companheira causa um problema. Uma captura produziria uma órbita elíptica altamente excêntrica; o tempo poderia suavizar essa órbita, mas levaria mais tempo que a idade da estrela.

Outra possibilidade é que pode ser uma supernova substituta, na qual o material ejetado da estrela moribunda cai imediatamente de volta nela, resultando na formação direta de um buraco negro. Teoricamente, isso é possível sob certas condições, mas nenhuma evidência direta existe atualmente. Talvez o LB-1, observaram os pesquisadores em seu trabalho, possa ser essa evidência direta.

Seja como for, o LB-1 tornou-se subitamente um dos objetos mais interessantes da Via Láctea, e é provável que ocorra uma enxurrada de observações subsequentes. [ScienceAlert].

Referências:

  1. LIU, Jifeng et al. “A wide star–black-hole binary system from radial-velocity measurements”; Nature, 2019. Acesso em: 28 nov. 2019.
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Giovane Almeida
Sou baiano, tenho 18 anos e sou fascinado pelo Cosmos. Atualmente trabalho com a divulgação científica na internet — principalmente no Ciencianautas, projeto em que eu mesmo fundei aos 15 anos de idade —, com ênfase na astronomia e biologia.

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