Estrela parecida com o Sol encontrada orbitando buraco negro mais próximo da Terra

Localizado a pouco menos de 1.600 anos-luz de distância, a descoberta sugere que pode haver uma população considerável de buracos negros adormecidos em sistemas binários.

O buraco negro Gaia BH1, visto no conceito deste artista perto de sua estrela companheira semelhante ao Sol, é o buraco negro mais próximo da Terra descoberto até agora. Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

Imagine se o nosso Sol estivesse orbitando um buraco negro, talvez espiralando nele. É certo que a noção de que nossa estrela relativamente normal poderia cair em tal armadilha soa como o enredo de um filme de ficção científica. De fato, de todos os buracos negros que os astrônomos descobriram anteriormente, nenhum era conhecido por ameaçar uma estrela parecida com o Sol.

Em vez disso, os buracos negros tendiam a estar firmemente ligados às suas estrelas companheiras, despojando-as de sua matéria, que então brilha intensamente à medida que acelera em direção ao seu destino gravitacional. Essedisco de acreção rodopiantede material despojado é o motivo pelo qual os buracos negros são fontes brilhantes de raios-X – e é assim que os astrônomos geralmente detectam buracos negros em primeiro lugar.

Mas os astrônomos há muito tempo pensam que poderia haver uma população mais insidiosa de sistemas binários de buracos negros que não brilham intensamente e, portanto, permanecem ocultos. E se esses buracos negros furtivos estão lá fora, então a última geração de observatórios em órbita pode ser capaz de detectá-los.

Agora, Kareem El-Badry, do Centro Harvard & Smithsonian de Astrofísica, em Cambridge, e outros dizem ter descoberto o primeiro exemplo de um buraco negro tão secreto dentro de dados coletados pelasonda Gaia.

Este estranho sistema, chamado Gaia BH1, consiste em uma estrela parecida com o Sol orbitando um objeto minúsculo e massivo, que El-Badry e seus colegas dizem ser um buraco negro. Se confirmado, este buraco negro seria o buraco negro conhecido mais próximo da Terra.

As novas observações sugerem que os sistemas de buracos negros que hospedam estrelas aparentemente comuns são provavelmente muito mais comuns do que se pensava originalmente.

Mapa 3D da Via Láctea

A sonda Gaia está atualmente medindo as posições e distâncias de mais de 1 bilhão de objetos astronômicos em nossa galáxia. Desta forma, está montando o mapa 3D mais detalhado da Via Láctea já feito.

À medida que Gaia se move em sua órbita ao redor do Sol, ele mede a aparente mudança da posição de um objeto celeste contra o céu de fundo, chamada de paralaxe. Com um cálculo bastante simples, os astrônomos podem determinar exatamente a que distância esse objeto está localizado.

Mas de tempos em tempos, Gaia se depara com objetos que se movem de maneiras diferentes, geralmente porque eles estão orbitando outro objeto. E no início deste ano, El-Badry e sua equipe encontraram esse exemplo nomais recente conjunto de dados do Gaia. 

O objeto em questão é uma estrela comum aproximadamente do mesmo tamanho, massa e temperatura que o nosso Sol, mas reside a cerca de 1.600 anos-luz de distância na constelação de Ofiúco, o portador da serpente. A única característica estranha sobre esta estrela é o seu movimento de roda, que os pesquisadores dizem ser uma indicação clara de que ela deve estar orbitando uma companheira invisível a cada 186 dias.

El-Badry e sua equipe se propuseram a caracterizar a natureza desse companheiro. Com base em uma série detalhada de outras observações terrestres, os pesquisadores dizem que o companheiro suspeito do buraco negro não é visível emnenhumcomprimento de onda. Dado esse movimento, a companheira semelhante ao Sol deve ter uma massa cerca de 10 vezes maior que a do Sol.

Isso é muito massivo para o objeto invisível ser uma estrela de nêutrons. E se o objeto fosse uma estrela comum, seria 500 vezes mais luminoso do que sua companheira parecida com o Sol. O fato de que o objeto central permanece invisível deixa apenas uma conclusão. "Não encontramos nenhum cenário astrofísico plausível que possa explicar a órbita e não envolva um buraco negro", dizem eles.

Se confirmada, a descoberta interessante está pronta para reescrever nossa compreensão da natureza e da onipresença dos buracos negros. Até agora, o buraco negro mais próximo da Terra estava cerca de três vezes mais distante.

A existência de Gaia BH1 tão perto da Terra sugere que sistemas deste tipo devem ser comuns. "Sua descoberta sugere a existência de uma população considerável de buracos negros adormecidos em binários", escrevem os autores em seu artigo, publicadoem 2 de novembro naMonthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Quebra-cabeça de formação

Gaia BH1 é uma espécie de quebra-cabeça: El-Badry e sua equipe ainda estão coçando a cabeça sobre como ele veio a existir. O problema é que a maioria dos buracos negros se forma a partir de enormes explosões de supernovas que ocorrem quando estrelas massivas morrem.

Os pesquisadores dizem que o progenitor de Gaia BH1 deve ter sido uma estrela supergigante com um raio muito maior do que a separação atual do sistema binário. Mas uma estrela parecida com o Sol não poderia ter sobrevivido nessas circunstâncias durante ou depois de uma supernova, então Gaia BH1 deve ter se formado de outra maneira. Exatamente como, no entanto, ainda não está claro.

Para entender melhor o estranho sistema Gaia BH1, os astrônomos precisam encontrar outros exemplos de buracos negros escondidos. Felizmente, eles podem não ter que esperar muito. El-Badry e sua equipe estão otimistas de que "os futuros lançamentos de Gaia provavelmente facilitarão a descoberta de dezenas de outros".

Fonte: Astronomy.com