doi.org/10.1038/s41586-024-07511-z
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#Buracos Negros
Usando duas décadas de dados do Telescópio Espacial Hubble, cientistas encontraram sete estrelas incomuns em Omega Centauri, indicando a presença de um buraco negro de massa intermediária, potencialmente o mais próximo de seu tipo da Terra e reformulando teorias sobre ambientes de buracos negros
Uma equipe internacional de astrônomos usou mais de 500 imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA abrangendo duas décadas para detectar sete estrelas de movimento rápido na região mais interna de Omega Centauri, o maior e mais brilhante aglomerado globular no céu. Essas estrelas fornecem novas evidências convincentes para a presença de um buraco negro de massa intermediária.
Descoberta do buraco negro de Omega Centauri:
Buracos negros de massa intermediária (IMBHs) são um ‘elo perdido’ há muito procurado na evolução dos buracos negros. Apenas alguns outros candidatos a IMBH foram encontrados até o momento. A maioria dos buracos negros conhecidos são extremamente massivos, como os buracos negros supermassivos que ficam nos núcleos de grandes galáxias, ou relativamente leves, com uma massa menor que 100 vezes a do Sol. Buracos negros são um dos ambientes mais extremos que os humanos conhecem e, portanto, são um campo de testes para as leis da física e nossa compreensão de como o Universo funciona. Se os IMBHs existem, quão comuns eles são? Um buraco negro supermassivo cresce de um IMBH? Como os próprios IMBHs se formam? Aglomerados densos de estrelas são seu lar favorito”
Observações dos Céus do Sul
Omega Centauri é visível da Terra a olho nu e é um dos objetos celestes favoritos dos observadores de estrelas no hemisfério sul. Embora o aglomerado esteja a 17.700 anos-luz de distância, logo acima do plano da Via Láctea, ele parece quase tão grande quanto a Lua cheia quando visto de uma área rural escura. A classificação exata de Omega Centauri evoluiu ao longo do tempo, à medida que nossa capacidade de estudá-lo melhorou. Foi listado pela primeira vez no catálogo de Ptolomeu há quase dois mil anos como uma única estrela. Edmond Halley relatou-o como uma nebulosa em 1677, e na década de 1830 o astrônomo inglês John Herschel foi o primeiro a reconhecê-lo como um aglomerado globular.
Os aglomerados globulares geralmente consistem em até um milhão de estrelas antigas fortemente unidas pela gravidade e são encontrados tanto nas periferias quanto nas regiões centrais de muitas galáxias, incluindo a nossa. Omega Centauri tem várias características que o distinguem de outros aglomerados globulares: ele gira mais rápido do que um aglomerado globular comum e seu formato é altamente achatado. Além disso, Omega Centauri é cerca de 10 vezes mais massivo do que outros grandes aglomerados globulares, quase tão massivo quanto uma pequena galáxia.
Revelando os movimentos das estrelas em Omega Centauri
Omega Centauri consiste em aproximadamente 10 milhões de estrelas que são gravitacionalmente ligadas. Uma equipe internacional criou um enorme catálogo dos movimentos dessas estrelas, medindo as velocidades de 1,4 milhão de estrelas estudando mais de 500 imagens do aglomerado do Hubble. A maioria dessas observações tinha a intenção de calibrar os instrumentos do Hubble em vez de uso científico, mas elas acabaram se tornando um banco de dados ideal para os esforços de pesquisa da equipe. O extenso catálogo, que é o maior catálogo de movimentos para qualquer aglomerado de estrelas até o momento, será disponibilizado abertamente (mais informações estão disponíveis aqui).
Descobrimos sete estrelas que não deveriam estar lá, – explicou Maximilian Höberle do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha, que liderou esta investigação. Elas estão se movendo tão rápido que deveriam escapar do aglomerado e nunca mais voltar. A explicação mais provável é que um objeto muito massivo esteja puxando gravitacionalmente essas estrelas e mantendo-as próximas ao centro. O único objeto que pode ser tão massivo é um buraco negro, com uma massa de pelo menos 8200 vezes a do nosso Sol.-
Evidência de um buraco negro de massa intermediária:
Vários estudos sugeriram a presença de um IMBH em Omega Centauri.
No entanto, outros estudos propuseram que a massa poderia ser contribuída por um aglomerado central de buracos negros de massa estelar, e sugeriram que a falta de estrelas em movimento rápido acima da velocidade de escape necessária tornava um IMBH menos provável em comparação.
Esta descoberta é a evidência mais direta até agora de um IMBH em Omega Centauri,- acrescentou a líder da equipe Nadine Neumayer, também do Instituto Max Planck de Astronomia, que iniciou o estudo com Anil Seth da Universidade de Utah nos Estados Unidos. Isso é emocionante porque existem apenas alguns outros buracos negros conhecidos com uma massa semelhante. O buraco negro em Omega Centauri pode ser o melhor exemplo de um IMBH em nossa vizinhança cósmica.-
Se confirmado, a sua distância de 17.700 anos-luz, o buraco negro candidato reside mais perto da Terra do que o buraco negro de 4,3 milhões de massas solares no centro da Via Láctea, que está a 26.000 anos-luz de distância. Além do centro galáctico, também seria o único caso conhecido de várias estrelas intimamente ligadas a um buraco negro massivo.
Pesquisa futura e contribuições tecnológicas:
A equipe científica agora espera caracterizar o buraco negro. Embora se acredite que ele meça pelo menos 8.200 massas solares, sua massa exata e sua posição precisa não são totalmente conhecidas. A equipe também pretende estudar as órbitas das estrelas em movimento rápido, o que requer medições adicionais das respectivas velocidades de linha de visão. A equipe recebeu tempo com o Telescópio Espacial James Webb para fazer exatamente isso, e também tem outras propostas pendentes para usar outros observatórios.
Omega Centauri também foi um destaque recente de um novo lançamento de dados da missão Gaia da ESA, que continha mais de 500.000 estrelas. Mesmo depois de 30 anos, o Telescópio Espacial Hubble com seus instrumentos de imagem ainda é uma das melhores ferramentas para astrometria de alta precisão em campos estelares lotados, regiões onde o Hubble pode fornecer sensibilidade adicional das observações da missão Gaia da ESA, – compartilhou o membro da equipe Mattia Libralato do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália (INAF) e anteriormente da AURA para a Agência Espacial Europeia durante o período deste estudo. Nossos resultados mostram a alta resolução e sensibilidade do Hubble que estão nos dando novos insights científicos empolgantes e darão um novo impulso ao tópico de IMBHs em aglomerados globulares. –
Os resultados foram publicados na revista Nature.
Notas
Em 2008, o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório Gemini descobriram que a explicação por trás das peculiaridades de Omega Centauri pode ser um buraco negro escondido em seu centro.
Publicado em 26/08/2024 21h53
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