A descoberta do chamado buraco negro monstruoso que tem cerca de 12 vezes a massa do Sol é detalhada em uma nova submissão de pesquisa do Astrophysical Journal, cujo autor principal é o Dr. Sukanya Chakrabarti, professor de física da Universidade do Alabama em Huntsville (UAH). ).
“Está mais perto do Sol do que qualquer outro buraco negro conhecido, a uma distância de 1.550 anos-luz”, diz a Dra. Chakrabarti, o Pei-Ling Chan Endowed Chair no Departamento de Física da UAH, uma parte da Universidade do Alabama. “Então, está praticamente no nosso quintal.”
Os buracos negros são vistos como exóticos, porque embora sua força gravitacional seja claramente sentida por estrelas e outros objetos em sua vizinhança, nenhuma luz pode escapar de um buraco negro, então eles não podem ser vistos da mesma forma que as estrelas visíveis.
“Em alguns casos, como os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, eles podem conduzir a formação e evolução de galáxias”, diz o Dr. Chakrabarti.
“Ainda não está claro como esses buracos negros que não interagem afetam a dinâmica galáctica na Via Láctea. Se forem numerosos, podem afetar a formação de nossa galáxia e sua dinâmica interna.”
Para encontrar o buraco negro, o Dr. Chakrabarti e uma equipe nacional de cientistas analisaram dados de quase 200.000 estrelas binárias lançadas durante o verão da missão de satélite Gaia da Agência Espacial Européia.
“Procuramos objetos que teriam grandes massas companheiras, mas cujo brilho poderia ser atribuído a uma única estrela visível”, diz ela. “Assim, você tem uma boa razão para pensar que o companheiro é escuro.”
Fontes interessantes foram acompanhadas por medições espectrográficas de vários telescópios, incluindo o Automated Planet Finder na Califórnia, o Giant Magellan Telescope do Chile e o W.M. Observatório Keck no Havaí.
“A atração do buraco negro na estrela visível semelhante ao Sol pode ser determinada a partir dessas medidas espectroscópicas, que nos dão uma velocidade de linha de visão devido a um desvio Doppler”, diz o Dr. Chakrabarti. Um deslocamento Doppler é a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador, como o tom do som de uma sirene muda quando um veículo de emergência passa.
“Ao analisar as velocidades da linha de visão da estrela visível – e esta estrela visível é semelhante ao nosso próprio sol – podemos inferir quão massivo é o companheiro do buraco negro, bem como o período de rotação e quão excêntrica a órbita é”, diz ela. “Estas medições espectroscópicas confirmaram independentemente a solução Gaia que também indicou que este sistema binário é composto por uma estrela visível que orbita um objeto muito massivo.”
O buraco negro deve ser inferido a partir da análise dos movimentos da estrela visível porque não está interagindo com a estrela luminosa. Buracos negros que não interagem normalmente não têm um anel em forma de rosquinha de poeira e material de acreção que acompanha os buracos negros que estão interagindo com outro objeto. A acreção torna o tipo de interação relativamente mais fácil de observar opticamente, e é por isso que muito mais desse tipo foram encontrados.
“A maioria dos buracos negros em sistemas binários está em binários de raios X – em outras palavras, eles são brilhantes em raios X devido a alguma interação com o buraco negro, muitas vezes devido ao buraco negro devorando a outra estrela”, diz o Dr. Chakrabarti. “À medida que as coisas da outra estrela caem nesse profundo potencial gravitacional, podemos ver os raios-X.”
Esses sistemas interativos tendem a estar em órbitas de curto período, diz ela. “Neste caso, estamos olhando para um buraco negro monstruoso, mas está em uma órbita de longo período de 185 dias, ou cerca de meio ano”, diz o Dr. Chakrabarti. “Está muito longe da estrela visível e não está avançando em direção a ela.”
As técnicas empregadas pelos cientistas também devem ser aplicadas para encontrar outros sistemas que não interagem.
“Esta é uma nova população sobre a qual estamos apenas começando a aprender e nos contará sobre o canal de formação de buracos negros, por isso tem sido muito emocionante trabalhar nisso”, diz Peter Craig, doutorando no Rochester Institute of Tecnologia que é aconselhado em sua tese pelo Dr. Chakrabarti.
“Estimativas simples sugerem que há cerca de um milhão de estrelas visíveis que têm companheiros de buracos negros maciços em nossa galáxia”, diz o Dr. Chakrabarti. “Mas há cem bilhões de estrelas em nossa galáxia, então é como procurar uma agulha no palheiro. A missão Gaia, com suas medições incrivelmente precisas, facilitou nossa busca.”
Os cientistas estão tentando entender os caminhos de formação de buracos negros que não interagem.
“Existem atualmente várias rotas diferentes que foram propostas por teóricos, mas buracos negros que não interagem em torno de estrelas luminosas são um tipo muito novo de população”, diz o Dr. Chakrabarti. “Então, provavelmente levará algum tempo para entendermos sua demografia, e como eles se formam, e como esses canais são diferentes – ou se são semelhantes – à população mais conhecida de buracos negros em interação e fusão”.
Publicado em 20/10/2022 22h56
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