“Polícia do buraco negro" descobre um buraco negro adormecido fora da nossa galáxia

 Esta concepção artística mostra como seria o sistema binário VFTS 243 se o observássemos de perto. Crédito:ESO/L. Calçada

Uma equipe de especialistas internacionais, conhecida por desmascarar várias descobertas de buracos negros, encontrou um buraco negro de massa estelar na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha à nossa. “Pela primeira vez, nossa equipe se reuniu para relatar uma descoberta de buraco negro, em vez de rejeitar uma", disse o líder do estudo Tomer Shenar. Além disso, a equipe descobriu também que a estrela que deu origem a este buraco negro desapareceu sem qualquer sinal de uma explosão poderosa. 

A descoberta foi feita graças a seis anos de observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO). 

“Identificamos uma ‘agulha num palheiro’”, disse Shenar que começou o estudo na KU Leuven, na Bélgica, e é agora bolsista Marie-Curie na Universidade de Amsterdã, na Holanda. Apesar de terem sido propostos outros candidatos a buracos negros similares, a equipe afirma que este é o primeiro buraco negro de massa estelar 'adormecido' a ser detectado inequivocamente fora de nossa galáxia. 

Buracos negros de massa estelar são formados quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e colapsam sob sua própria gravidade. Em um binário, um sistema de duas estrelas girando em torno uma da outra, esse processo deixa para trás um buraco negro em órbita com uma estrela companheira luminosa. Diz-se que um buraco negro está "adormecido" se não emite altos níveis de raios X, sendo esta precisamente a maneira como tais buracos negros são tipicamente detectados.

 “É incrível que quase não saibamos de buracos negros adormecidos, dado o quão comuns os astrônomos acreditam que sejam”, explica o co-autor do estudo Pablo Marchant, da KU Leuven. O buraco negro agora descoberto tem, pelo menos, nove vezes a massa do nosso Sol e orbita uma estrela azul quente com 25 vezes a massa solar. 

Os buracos negros adormecidos são particularmente difíceis de detectar uma vez que não interagem muito com o meio que os rodeia. “Já há mais de dois anos que andamos à procura destes sistemas binários com buracos negros”, diz a co-autora do trabalho Julia Bodensteiner, pesquisadora bolsista do ESO na Alemanha. “Fiquei muito entusiasmada quando soube do VFTS 243, que é, na minha opinião, o candidato mais convincente encontrado até à hoje”. 

Para encontrar VFTS 243, a equipe observou quase 1000 estrelas massivas na região da Nebulosa da Tarântula, localizada na Grande Nuvem de Magalhães, procurando aquelas que podiam ter buracos negros como companheiros. Identificar estes companheiros como sendo buracos negros é extremamente difícil, já que existem muitas outras alternativas. 

“Como pesquisador que tem refutado potenciais buracos negros nos últimos anos, confesso que me senti extremamente cético em relação a esta descoberta”, disse Shenar. Este ceticismo era compartilhado pelo co-autor Kareem El-Badry, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian nos EUA, a quem Shenar chama o “destruidor de buracos negros”. “Quando Tomer me pediu para verificar estes resultados, eu estava com bastantes dúvidas. No entanto, não consegui encontrar nenhuma explicação plausível para os dados sem envolver um buraco negro”, explica El-Badry. 

A descoberta também deu à equipe uma visão única dos processos que acompanham a formação dos buracos negros. Os astrônomos acreditam que um buraco negro de massa estelar se forma quando o núcleo de uma estrela massiva moribunda colapsa, mas não sabem bem se este evento é ou não acompanhado por uma violenta explosão de supernova. 

“A estrela que deu origem ao buraco negro observado em VFTS 243 parece ter colapsado completamente sem sinal algum de uma explosão anterior”, explica Shenar. “Evidências deste cenário de 'colapso direto' têm surgido recentemente, mas agora o nosso estudo mostra uma das indicações mais diretas deste fenômeno. Isto tem enormes implicações para a origem da fusão de buracos negros no cosmos”. 

O buraco negro em VFTS 243 foi encontrado com o auxílio de seis anos de observações da Nebulosa da Tarântula obtidas com o instrumento FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph), montado no VLT do ESO.  

Apesar do apelido “polícia de buracos negros”, a equipe encoraja a investigação ativa deste resultado e espera que o seu trabalho, publicado hoje na revista Nature Astronomy, permita a descoberta de outros buracos negros de massa estelar em órbita de estrelas massivas, milhares dos quais estão previstos para existir em Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães. 

“É claro que espero que outros pesquisadores desta área verifiquem cuidadosamentea nossa análise e tentem encontrar modelos alternativos”, conclui El-Badry. “Este é um projeto muito empolgante para se estar envolvido”.

Fonte: ESO