Desmascaradores de buracos negros descobrem um gigante adormecido

 Pesquisadores podem ter localizado um buraco negro sem supernova na Grande Nuvem de Magalhães.

Uma estrela azul quente orbita em torno de um buraco negro nesta simulação do sistema VFT 243.

Por seis anos, os astrônomos vasculharam a Nebulosa da Tarântula em busca da presa mais indescritível: um buraco negro adormecido. Apesar de serem objetos massivos, os buracos negros de massa estelar podem ser incrivelmente difíceis de detectar porque – como o nome sugere – eles não irradiam luz. Em vez disso, os cientistas devem confiar em observações indiretas, procurando como a matéria próxima se comporta para inferir sua presença. O método mais fácil é procurar os altos níveis de radiação de raios-X produzidos pelo material do qual o buraco negro está se empanturrando, chamado de disco de acreção.

Os pesquisadores suspeitam que bilhões de buracos negros de massa estelar residem em nosso Grupo Local de galáxias – estima-se que 100 milhões estejam apenas na Via Láctea – uma quantidade muito maior do que o número de buracos negros atualmente conhecidos. Se a maioria desses buracos negros de massa estelar são silenciosos em raios-X, o que significa que eles não têm um disco de acreção emitindo luz, eles seriam incrivelmente difíceis de detectar.

É por isso que, quando uma equipe de especialistas internacionais conhecidos por refutar as descobertas de buracos negros tropeçou em um buraco negro adormecido, eles quase não conseguiam acreditar.

“Identificamos uma ‘agulha no palheiro'”, disse o líder do estudo, Tomer Shenar, em um comunicado à imprensa. “Pela primeira vez, nossa equipe se reuniu para relatar uma descoberta de buraco negro, em vez de rejeitar uma.” Suas descobertas foram publicadas em 18 de julho na Nature Astronomy.

Sem fogos de artifício para este monstro

O VFT 243 fica dentro da Nebulosa da Tarântula dentro da Grande Nuvem de Magalhães. ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Pesquisa Cioni/VISTA Magellanic Cloud. Agradecimento: Cambridge Astronomical Survey Unit

Para encontrar esse buraco negro adormecido, a equipe analisou quase 1.000 estrelas massivas na Nebulosa da Tarântula dentro da Grande Nuvem de Magalhães, esperando que pelo menos uma dessas estrelas estivesse em um binário com seu alvo real, um buraco negro.

Mas quando localizaram um candidato no sistema VFTS 243, ficaram inicialmente céticos. O coautor Kareem El-Badry, a quem Shenar se refere como o “destruidor de buracos negros”, disse: “Eu tinha minhas dúvidas. Mas não consegui encontrar uma explicação plausível para os dados que não envolviam um buraco negro.”

Este buraco negro tem cerca de 9 vezes a massa do Sol e circunda uma estrela gigante azul de 25 massas solares. E, estranhamente, os pesquisadores não conseguiram encontrar evidências de um remanescente de supernova.

Quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas, acredita-se que seu núcleo colapsa – em uma estrela de nêutrons ou em um buraco negro – e suas camadas externas são expelidas em uma explosão de supernova. Pelo menos é assim que os físicos normalmente entendem. Mas buracos negros conhecidos raramente foram emparelhados com restos de supernovas.

Este buraco negro parece estar seguindo essa tendência. “A estrela que formou o buraco negro no VFTS 243 parece ter colapsado completamente, sem nenhum sinal de uma explosão anterior”, disse Shenar. Esse cenário é conhecido como colapso direto. Essencialmente, a estrela progenitora é tão massiva que seu núcleo colapsa imediatamente em um buraco negro, impedindo uma explosão de supernova.

“Evidências para esse cenário de ‘colapso direto’ surgiram recentemente”, explicou Shenar. “Mas nosso estudo, sem dúvida, fornece uma das indicações mais diretas.”

De acordo com a equipe, essa descoberta não apenas “impacta substancialmente” o cenário de colapso direto, mas também tem implicações importantes para os pesquisadores de ondas gravitacionais. Suspeita-se que centenas de binários silenciosos de raios-X estejam escondidos na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães, e o VFTS 243 é a primeira “descoberta inequívoca” de tal sistema. Encontrar ainda mais desses sistemas teria fortes implicações para a taxa de fusões de buracos negros que os cientistas podem esperar ver.

“É claro que espero que outros no campo analisem cuidadosamente nossa análise e tentem criar modelos alternativos”, disse El-Badry. “É um projeto muito empolgante para se envolver.”

Fonte: Astronomy.com