Astrônomos detectam grupo de buracos negros no núcleo da nossa galáxia

Antecipada mas nunca antes vista, a existência de dezenas de milhares desses objetos escuros no centro galáctico poderia ter implicações de longo alcance para a astrofísica.

Uma representação artística do núcleo da Via Láctea, com um buraco negro supermassivo no centro. Os cientistas descobriram o que parecem ser doze buracos negros menores que orbitam o gigante central da nossa galáxia. Cada um é considerado um sistema binário composto por um buraco negro e uma estrela de baixa massa. O gás extraído da estrela brilha nos raios X quando cai nos buracos negros, permitindo que sejam vistos. Crédito: Columbia University

Pela primeira vez, astrônomos da Universidade de Columbia (EUA) vislumbraram uma grande população de buracos negros escondida no coração da Via Láctea, prevista há muito tempo. Nós já sabemos que um buraco negro supermassivo, com milhões de vezes a massa do nosso sol, vive no núcleo da nossa galáxia.

No entanto, a teoria indica que esta besta deve ter vários seguidores, ou seja, diversos buracos negros menores a sua volta. Os cientistas acreditam que tais buracos negros devem afundar no centro de todas as galáxias e se acumular lá, mas até agora não tinham provas disso.

Usando observações do centro galáctico feitas pelo telescópio Chandra X-ray Observatory da NASA, o novo estudo viu uma dúzia de buracos negros em sistemas binários – ou seja, emparelhados com estrelas – no coração da nossa galáxia.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na prestigiada revista científica Nature.

O valioso achado

Desde os anos 1970, teóricos que estudam esse processo previram um centro galáctico repleto de milhares de buracos negros. Esses buracos negros devem pesar “apenas” dez a vinte vezes mais do que o nosso sol. Mas tais objetos são tão escuros e inativos que têm sido praticamente indetectáveis. Usando 12 anos de dados do Chandra X-Ray Observatory, a equipe liderada pelo astrofísico Chuck Hailey finalmente detectou uma dúzia de buracos negros dentro de alguns anos-luz do centro da Via Láctea, ou seja, dentro do alcance gravitacional do buraco negro supermassivo da nossa galáxia.

Se esse parece um número pequeno, os pesquisadores especulam que a descoberta é o primeiro sinal observacional de uma população maior: com base nas emissões e na distribuição espacial desses 12 sistemas, a equipe estima que 10.000 a 20.000 desses objetos estejam girando em torno do núcleo da nossa galáxia. Além disso, encontrar tantos em uma região tão pequena é significativo, porque até agora os cientistas só haviam encontrado evidências de cerca de 60 buracos negros em toda a Via Láctea, que tem 100.000 anos-luz de diâmetro.

Dificuldades

Hailey e sua equipe usaram dados do Chandra porque os buracos negros no centro da galáxia devem ser mais visíveis através de raios-X, produzidos quando eles formam um sistema binário com uma estrela de baixa massa e se alimentam dessa companheira. As camadas externas da estrela se acumulam do lado de fora do buraco negro em um disco em espiral e constantemente brilhante.

Mas as intensas emissões de raios-X desses discos são extremamente fracas quando vistas da vizinhança terrestre; também se misturam com muitas outras fontes de raios-X do centro galáctico.  Para definir a natureza de suas dúzias de candidatos, então, a equipe de Hailey traçou seus picos espectrais e rastreou sua atividade ao longo do tempo, encontrando padrões consistentes com observações anteriores de emissões binárias de buracos negros em outras partes da galáxia.

Passo decisivo para a pesquisa astronômica

Os resultados são promissores, mas, devido ao baixíssimo número total de fótons usados na análise, da dúzia de supostos buracos negros, alguns podem na verdade ser erro estatístico. Enquanto seis são sem dúvida buracos negros, o comportamento observado nos outros objetos também pode ser explicado como emissões de estrelas de nêutrons girando rapidamente, fenômenos chamados de pulsares de milissegundo.

Apesar da incerteza, encontrar evidências de um grande número de buracos negros no centro da Via Láctea confirma uma previsão fundamental e importante da dinâmica galáctica.

“Esses objetos também fornecem um laboratório exclusivo para aprender sobre como grandes buracos negros interagem com os pequenos, porque não podemos estudar prontamente esses processos em outras galáxias mais distantes”, diz Hailey.

O achado deve ajudar os teóricos a fazer previsões melhores sobre buracos negros e gerar ondas gravitacionais detectáveis. Só recentemente começamos a detectar essas ondulações no espaço-tempo, preditas por Albert Einstein há cerca de um século, e fixar o número de buracos negros no centro de uma galáxia como a Via Láctea é inestimável para calcular a natureza e o número de eventos de ondas gravitacionais esperados nos núcleos de galáxias. 

Fontes: https://hypescience.com

https://www.scientificamerican.com