Descoberto um buraco negro estelar imprevisível

Observações de uma estrela o encontraram orbitando um buraco negro inesperadamente maciço. Se a descoberta se concretizar, isso mudaria nossa compreensão de como estrelas massivas morrem.

Impressão de artista do buraco negro estelar LB-1 com uma estrela em órbita. Crédito: Jingchuan Yu

Estima-se que a nossa Via Láctea contenha 100 milhões de buracos negros estelares - corpos cósmicos formados pelo colapso de estrelas massivas e tão densos que nem a luz consegue escapar. Até agora, os cientistas haviam estimado a massa dos buracos negros estelares individuais na nossa Galáxia em não mais do que 20 vezes a massa do Sol. Mas a descoberta de um enorme buraco negro por uma equipa de cientistas internacionais liderada pela China derrubou essa suposição.

A equipa, liderada pelo professor Liu Jifeng do Observatório Astronómico Nacional da China da Academia Chinesa de Ciências, localizou um buraco negro estelar com 70 vezes a massa do Sol. O buraco negro monstruoso está localizado a 15 mil anos-luz da Terra e recebeu o nome LB-1 pelos investigadores. A descoberta foi relatada na última edição da revista Nature.

Esta descoberta foi uma grande surpresa. "Os buracos negros com esta massa nem deveriam existir na nossa Galáxia, de acordo com a maioria dos modelos atuais da evolução estelar," disse o professor Liu. "Achávamos que as estrelas muito massivas com a composição típica da nossa Galáxia deviam expelir a maior parte do seu gás em fortes ventos estelares à medida que se aproximavam do fim da sua vida. Portanto, não deviam deixar para trás um remanescente tão massivo. LB-1 é duas vezes mais massivo do que pensávamos ser possível. Agora os teóricos terão que aceitar o desafio de explicar a sua formação."

Até há poucos anos, os buracos negros estelares só podiam ser descobertos quando devoravam gás de uma estrela companheira. Este processo cria poderosas emissões de raios-X, detetáveis da Terra, que revelam a presença do objeto colapsado.

A vasta maioria dos buracos negros estelares na nossa Galáxia não está envolvida num banquete cósmico e, portanto, não emite raios-X reveladores. Como resultado, apenas foram identificados e medidos cerca de duas dúzias de buracos negros estelares na Via Láctea.

Para combater esta limitação, o professor Liu e colaboradores analisaram o céu com o LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) da China, procurando estrelas que orbitam um objeto invisível, puxadas pela sua gravidade.

Esta técnica de observação foi proposta pela primeira vez pelo visionário cientista inglês John Mitchell em 1783, mas só se tornou viável com as recentes melhorias tecnológicas nos telescópios e detetores.

Ainda assim, tal pesquisa é como procurar a proverbial agulha no palheiro: apenas uma estrela em mil pode estar a orbitar um buraco negro.

Após a descoberta inicial, os maiores telescópios óticos do mundo - o GTC (Gran Telescopio Canarias) com 10,4 m na Espanha e o telescópio Keck I de 10 m nos EUA - foram usados para determinar os parâmetros físicos do sistema. Os resultados foram fantásticos: uma estrela com oito massas solares orbitava um buraco negro com 70 vezes a massa do Sol a cada 79 dias.

A descoberta de LB-1 encaixa muito bem com outra inovação na astrofísica. Recentemente, os detetores de ondas gravitacionais LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e Virgo começaram a captar ondulações no espaço-tempo provocadas por colisões de buracos negros em galáxias distantes. Curiosamente, os buracos negros envolvidos em tais colisões também são muito maiores do que o que anteriormente era considerado típico.

A observação direta de LB-1 prova que esta população de buracos negros estelares excessivamente grandes existe até no nosso próprio quintal cósmico. "Esta descoberta obriga-nos a reexaminar os nossos modelos de como os buracos negros de massa estelar se formam," disse o professor David Reitze, diretor do LIGO e da Universidade da Flórida, EUA.

"Este resultado notável, juntamente com as deteções LIGO-Virgo de colisões de buracos negros binários durante os últimos quatro anos, realmente apontam para um renascimento na nossa compreensão da astrofísica dos buracos negros," disse Reitze.

Fontes: Astronomia OnLine

Skyandtelescope.com