Descoberto "O Unicórnio", o buraco negro mais próximo da Terra e um dos mais pequenos conhecidos

 Impressão de artista do buraco negro "O Unicórnio" e da sua estrela gigante vermelha companheira. O bojo na gigante vermelha, provocado pela força de maré do buraco negro, está exagerado para efeitos de ilustração. Os tamanhos não estão à escala. Crédito: Lauren Fanfer

 Os cientistas descobriram um dos buracos negros mais pequenos de que há registo - e o mais próximo da Terra encontrado até hoje.  Os investigadores apelidaram-no de "O Unicórnio", em parte porque é, até agora, único e em parte porque foi encontrado na direção da constelação de Unicórnio. As descobertas foram publicadas dia 21 de abril na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

"Quando olhámos para os dados, este buraco negro - O Unicórnio - simplesmente saltou à vista," disse o autor principal Tharindu Jayasinghe, estudante de doutoramento em astronomia na Universidade Estatal do Ohio. 

O Unicórnio tem cerca de três vezes a massa do nosso Sol - minúsculo para um buraco negro. Até à data foram encontrados muito poucos buracos negros desta massa. Este fica a 1500 anos-luz da Terra, ainda dentro da Via Láctea. E, até Jayasinghe começar a analisá-lo, estava essencialmente escondido à vista de todos. 

O buraco negro parece ser companheiro de uma estrela gigante vermelha, o que significa que os dois objetos estão ligados pela gravidade. Os cientistas não conseguem ver o buraco negro - estes são, por definição, negros, não apenas visualmente, mas até para as ferramentas que os astrónomos usam para medir a luz ótica e outros comprimentos de onda. 

Mas, neste caso, podem observar a estrela companheira do buraco negro. Essa estrela foi bem documentada por sistemas telescópicos como o KELT, gerido pela Universidade do Ohio; ASAS, o precursor do ASAS-SN, que agora é gerido também pela mesma universidade, e pelo TESS, um satélite da NASA que procura planetas para lá do nosso Sistema Solar. Os dados da estrela já estavam amplamente disponíveis, mas ainda não haviam sido analisados desta forma. 

Quando Jayasinghe e outros investigadores analisaram os dados, notaram que algo que não conseguiam ver parecia estar a orbitar a gigante vermelha, fazendo com que a luz desta estrela mudasse de intensidade e aparência em vários pontos da sua órbita. 

Algo, perceberam, estava a puxar a gigante vermelha e a mudar a sua forma. Esse efeito de atração, chamado de perturbação de marés, fornece aos astrónomos um sinal de que algo está a afetar a estrela. Uma opção era um buraco negro, mas teria que ser pequeno - menos de cinco vezes a massa do nosso Sol, caindo numa gama de tamanhos que os astrónomos chamam de "lacuna de massa". Apenas recentemente é que os astrónomos consideraram como possibilidade a existência de buracos negros com esta massa. 

"Quando olhamos de maneira diferente, que é o que estamos a fazer, encontramos coisas diferentes," disse Kris Stanek, coautor do estudo, professor de astronomia da Universidade Estatal do Ohio. "Tharindu observou esta coisa que tantas outras pessoas já tinham observado e, em vez de descartar a possibilidade de que pudesse ser um buraco negro, disse, 'Bem, e se fosse mesmo um buraco negro?'" 

Esta perturbação de marés é produzida pela força de maré de um companheiro invisível - um buraco negro. 

"Assim como a gravidade da Lua distorce os oceanos da Terra, fazendo com que os mares criem um bojo na direção da Lua e na direção oposta, produzindo marés altas, o buraco negro distorce a estrela para uma forma de bola de rugby com um eixo mais longo do que o outro," disse Todd Thompson, coautor do estudo, presidente do departamento de astronomia da mesma instituição de ensino norte-americana. "A explicação mais simples é que é um buraco negro - e, neste caso, a explicação mais simples é a mais provável." 

A velocidade da gigante vermelha, o período orbital e o modo como a força de maré distorceu a gigante vermelha, disse-lhes a massa do buraco negro, levando-os a concluir que este buraco negro tinha cerca de três vezes a massa do Sol. 

Há já aproximadamente uma década que os astrónomos e os astrofísicos se perguntam se não estavam a encontrar estes buracos negros porque os sistemas e abordagens usados não eram sofisticados o suficiente para os encontrar. Ou, alternativamente, que simplesmente não existiam? 

Então, há cerca de 18 meses, muitos dos membros desta equipa de investigação, liderados por Thompson, publicaram um artigo científico na revista Science, fornecendo fortes evidências da existência deste tipo de buracos negros. Esta descoberta motivou Jayasinghe e outros, tanto na mesma universidade como por todo o mundo, a procurar seriamente buracos negros mais pequenos. E essa avaliação levou-os ao Unicórnio. 

Encontrar e estudar buracos negros e estrelas de neutrões na nossa Galáxia é crucial para os cientistas que estudam o espaço, porque diz-lhes mais sobre o modo como as estrelas se formam e morrem. 

Mas encontrar e estudar buracos negros é, quase por definição, difícil: os buracos negros individuais não emitem o mesmo tipo de radiação que outros objetos emitem no espaço. São, para os equipamentos científicos, electromagneticamente silenciosos e invisíveis. A maioria dos buracos negros conhecidos foi descoberta porque interagiu com uma estrela companheira, que criou muitos raios-X - e esses raios-X são visíveis para os astrónomos. 

Nos últimos anos foram lançadas mais experiências em larga escala para tentar localizar buracos negros pequenos, e Thompson disse que futuramente espera ver a descoberta de mais buracos negros na "lacuna de massa". 

"Eu penso que o campo está a avançar nesta direção, para realmente mapear quantos buracos negros de baixa massa, de massa intermédia e quantos buracos negros de massa elevada existem, porque de cada vez que encontramos um, dá-nos uma pista sobre as estrelas que colapsam, as que explodem e as que ficam no meio," disse.

Fonte: Astronomia OnLine