Um objeto identificado no início deste ano como o buraco negro mais próximo que já descobrimos pode ter sido rebaixado. Depois de reanalisar os dados, equipes diferentes de cientistas concluíram que o sistema em questão, denominado HR 6819, afinal não inclui um buraco negro.
Em vez disso, eles descobriram que provavelmente são apenas duas estrelas com uma órbita binária um pouco incomum que torna difícil interpretar.
HR 6819, localizado a cerca de 1.120 anos-luz de distância, tem sido um quebra-cabeça por algum tempo. Inicialmente, pensava-se que era uma única estrela do tipo espectral Be.
Esta é uma estrela quente e branco-azulada na sequência principal cujo espectro contém uma forte linha de emissão de hidrogênio, interpretada como evidência de um disco de gás circunstelar ejetado pela estrela enquanto gira a uma velocidade equatorial de cerca de 200 quilômetros por segundo.
Na década de 1980, os astrônomos notaram que o objeto parecia também exibir a assinatura de luz de um segundo tipo de estrela do tipo B, uma estrela B3 III. Isso foi descoberto em 2003 para significar que HR 6819 não era uma, mas duas estrelas, embora não pudessem ser resolvidas individualmente.
Análises posteriores revelaram que a estrela B3 III, com clock estimado em 6 massas solares, tinha uma órbita de aproximadamente 40 dias – mas a estrela Be, também estimada em cerca de 6 massas solares, parecia estar imóvel. Se as duas estrelas compreendessem um binário de massa igual, elas deveriam orbitar um centro de gravidade mútuo, e não uma estrela orbitando a outra.
Depois de realizar cálculos cuidadosos, uma equipe de astrônomos concluiu que a estrela B3 III poderia estar orbitando outro, terceiro objeto, que não podia ser visto. Um buraco negro.
Mas, argumentam outros astrônomos, essa está longe de ser a única possibilidade. E se calcularmos mal as massas das estrelas?
“A presença de um componente estrela Be no espectro de HR 6819 sugere outra interpretação do sistema”, escreveram os astrônomos Douglas Gies e Luqian Wang, da Georgia State University, em seu artigo.
“É possível que o componente estelar B3 III seja na verdade uma estrela de baixa massa, despojada, que ainda é relativamente jovem e luminosa. Nesse caso, a estrela Be seria a companheira do binário de 40 dias em vez de um buraco negro.”
Em outras palavras, a estrela B3 III de massa muito mais baixa giraria em torno da estrela Be. Se fosse esse o caso, o movimento orbital poderia ser detectado no gás hidrogênio ao redor da estrela Be – ele se moveria quase imperceptivelmente ao ser puxado pela estrela menor. Isso é o que Gies e Wang procuraram.
Eles estudaram cuidadosamente a emissão de hidrogênio no espectro do sistema e descobriram que o disco de hidrogênio em torno da estrela Be realmente exibia uma periodicidade de 40 dias tanto no deslocamento Doppler quanto no formato da linha de emissão. Isso é consistente com a órbita da estrela B3 III – exatamente como seria de se esperar se o sistema fosse um binário de massa desigual.
“Isso indica”, eles escreveram, “que HR 6819 é um sistema binário que consiste em uma estrela Be massiva e uma companheira de baixa massa que é o remanescente despojado de uma estrela doadora de massa anterior em um binário de transferência de massa.”
Em outras palavras, a estrela Be sugou um monte de material da estrela B3 III, deixando-a muito menor. Há, observou a equipe, evidências recentes que sugerem que muitas estrelas Be são o produto desse processo. De acordo com seus cálculos, a estrela Be teria cerca de 6 massas solares, como encontrado anteriormente; mas a estrela B3 III teria entre 0,4 e 0,8 massas solares.
Mas fica mais interessante. Gies e Wang não foram os únicos pesquisadores a examinar essa ideia. Em um segundo artigo, uma equipe de astrônomos liderada por Julia Bodensteiner, da KU Leuven, na Bélgica, examinou independentemente a emissão de hidrogênio da estrela Be e realizou uma análise orbital do sistema. Ela e seus colegas chegaram quase exatamente à mesma conclusão.
“Inferimos massas espectroscópicas de 0,4 [massas solares] e 6 [massas solares] para o primário e o secundário”, escreveram eles em seu artigo. “Isso indica que o primário pode ser uma estrela despojada em vez de uma gigante do tipo B. A modelagem evolucionária sugere que um possível sistema progenitor seria um sistema binário B + B compacto que experimentou transferência de massa conservadora … No quadro desta interpretação, HR 6819 não contém um buraco negro.”
E, em um terceiro artigo, atualmente em pré-impressão, os astrônomos Kareem El-Badry e Eliot Quataert da UC Berkeley também analisaram independentemente os espectros do sistema, obtendo massas de 0,47 e 6,7 massas solares para as estrelas B3 III e Be respectivamente.
“Nós argumentamos que a estrela B é uma estrela de hélio inchada e recentemente despojada com massa de, aproximadamente, 0,5 massas solares que atualmente está se contraindo para se tornar um subanão quente”, escreveram El-Badry e Quataert.
“O movimento orbital da estrela Be elimina a necessidade de um buraco negro para explicar o movimento da estrela B. Um modelo de estrela despojada reproduz a luminosidade observada do sistema, enquanto uma estrela normal com a temperatura e gravidade da estrela B seria mais do que 10 vezes luminoso demais.”
Portanto, o futuro parece sombrio para a interpretação do buraco negro, embora ainda não esteja decidido. Observações futuras podem ajudar a resolver quaisquer questões remanescentes. Mas, argumentam Gies e Lang, o sistema binário pode ser mais interessante do que um buraco negro.
“O companheiro luminoso e de baixa massa no sistema HR 6819 pode representar um caso raro e importante no qual o companheiro completou recentemente a transferência de massa e ainda não desceu ao estágio de evolução de resfriamento da anã branca”, escreveram eles.
Portanto, de qualquer forma, ainda não ouvimos a última palavra do HR 6819.
A pesquisa de Gies e Lang foi publicada no The Astrophysical Journal Letters. A pesquisa de Bodensteiner et al. Foi publicada na Astronomy & Astrophysics. O artigo de El-Badry e Quataert foi submetido aos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society e está disponível no arXiv.
Publicado em 21/10/2020 11h21
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