A Via Láctea contém um enorme buraco negro recém-descoberto à espreita perto da Terra! Este gigante adormecido foi descoberto pelo telescópio espacial europeu Gaia, que monitoriza o movimento de milhares de milhões de estrelas na nossa galáxia.
Buracos negros de massa estelar são criados quando uma estrela massiva fica sem combustível e entra em colapso. A nova descoberta é um marco, pois representa a primeira vez que um grande buraco negro desta origem foi encontrado perto da Terra.
O buraco negro de massa estelar, chamado Gaia-BH3, é 33 vezes mais massivo que o nosso Sol. O anterior buraco negro mais massivo desta classe encontrado na Via Láctea era um buraco negro no binário de raios X na constelação de Cygnus (Cyg X-1), que tem uma massa estimada em cerca de 20 vezes a do Sol. O buraco negro estelar médio da Via Láctea é cerca de 10 vezes mais pesado que o Sol.
Gaia-BH3 está localizado a apenas 2.000 anos-luz da Terra, o que o torna o segundo buraco negro mais próximo do nosso planeta já descoberto. O buraco negro mais próximo da Terra é Gaia-BH1 (também descoberto por Gaia), localizado a 1.560 anos-luz de distância. Gaia-BH1 tem uma massa de cerca de 9,6 vezes a massa do Sol, o que o torna muito menor do que este buraco negro recém-descoberto.
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“Encontrar Gaia BH3 é como o momento do filme ‘Matrix’ em que Neo começa a ‘ver’ a matriz”, disse George Seabrook, cientista do Laboratório de Ciência Espacial Mullard da University College London e membro da Tarefa do Buraco Negro de Gaia. Força. ele disse em um comunicado enviado ao Space.com. “No nosso caso, a ‘matriz’ é a coleção de buracos negros estelares adormecidos na nossa galáxia, que estavam escondidos de nós antes de Gaia os descobrir.”
Seabrook acrescentou que Gaia BH3 é uma pista importante para este grupo, porque é o buraco negro estelar mais massivo encontrado na nossa galáxia.
É claro que Gaia-BH3 é pequeno quando comparado com o buraco negro supermassivo que domina o coração da Via Láctea, Sagitário A* (Sgr A*), que tem uma massa de 4,2 milhões de vezes a do Sol. Buracos negros supermassivos como Sgr A* não são criados pela morte de estrelas massivas, mas pela fusão de buracos negros cada vez maiores.
Um buraco negro gigante adormecido fez com que uma companheira estelar oscilasse
Todos os buracos negros têm um limite externo denominado horizonte de eventos, ponto em que a velocidade de escape de um buraco negro excede a velocidade da luz. Isto significa que o horizonte de eventos é uma superfície unidirecional de captação de luz, além da qual nenhuma informação pode escapar.
Como resultado, os buracos negros não emitem nem refletem luz, o que significa que só podem ser “vistos” quando rodeados por material que gradualmente se alimenta deles. Às vezes, isso significa que um buraco negro em um sistema binário puxa material de uma estrela companheira, formando um disco de gás e poeira ao seu redor.
A enorme influência gravitacional dos buracos negros gera intensas forças de maré nesta matéria circundante, fazendo com que ela brilhe intensamente junto com o material que está sendo destruído e consumido, e emita raios X. Além disso, a matéria que não é alimentada pelo buraco negro pode ser direcionada para seus pólos e depois liberada na forma de jatos com velocidade próxima à da luz, que são acompanhados pela emissão de luz.
Todas estas emissões de luz poderiam permitir aos astrónomos observar buracos negros. A questão é: como podem ser descobertos buracos negros “adormecidos” que não se alimentam do gás e da poeira que os rodeia? Por exemplo, e se um buraco negro de massa estelar tiver uma estrela companheira, mas as duas estiverem demasiado separadas para que o buraco negro consiga capturar matéria estelar do seu parceiro binário?
Nesses casos, o buraco negro e a sua estrela companheira orbitam em torno de um ponto que representa o centro de massa do sistema. Este também é o caso quando orbita uma estrela companheira leve, como outra estrela ou mesmo um planeta.
A rotação em torno do centro de massa resulta numa oscilação no movimento da estrela, que é o que os astrónomos observam. Como Gaia é hábil em medir com precisão o movimento das estrelas, é o instrumento perfeito para ver esta oscilação.
A Força-Tarefa do Buraco Negro de Gaia começou a procurar oscilações estranhas que não podem ser explicadas pela presença de outra estrela ou planeta, e que apontam para um companheiro mais pesado, talvez um buraco negro.
Ao focar-se numa antiga estrela gigante na constelação de Áquila, localizada a 1.926 anos-luz da Terra, a equipa encontrou uma oscilação no caminho da estrela. Esta oscilação indica que a estrela está presa num movimento orbital com um buraco negro inerte de massa excepcionalmente elevada. Eles estão separados por uma distância que varia entre a distância entre o Sol e Netuno no seu ponto mais largo e entre a nossa estrela e Júpiter no seu ponto mais próximo.
“É um verdadeiro rinoceronte”, disse em comunicado o pesquisador-chefe Pascual Panozzo, do Centro Nacional de Pesquisa Científica do Observatório de Paris, na França. “Este é o tipo de descoberta que se faz uma vez na vida de investigação. Até agora, buracos negros deste tamanho só foram descobertos em galáxias distantes através da colaboração LIGO-Virgo-KAGRA, graças a observações de ondas gravitacionais.”
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Graças à sensibilidade de Gaia, a Força-Tarefa do Buraco Negro também foi capaz de impor restrições à massa de Gaia-BH3, descobrindo que ela tem 33 massas solares.
“Gaia-BH3 é o primeiro buraco negro cuja massa podemos medir com grande precisão”, disse Tzivi Mazi, cientista e membro da colaboração Gaia na Universidade de Tel Aviv. “A massa do objeto é 30 vezes maior que a massa do nosso Sol, o que é típico das estimativas que temos da massa de buracos negros muito distantes observados através de experimentos de ondas gravitacionais. As medições de Gaia fornecem a primeira evidência indiscutível disso. [stellar-mass] Buracos negros tão massivos existem.”
No entanto, o sistema Gaia-BH3 deve ser de grande interesse para os cientistas por mais do que apenas a sua proximidade com a Terra e a massa do seu buraco negro.
A estrela neste sistema é uma estrela subgigante com cerca de cinco vezes o tamanho do Sol e 15 vezes mais brilhante, embora seja mais fria e menos densa que a nossa estrela. A estrela companheira Gaia-BH3 é composta principalmente de hidrogênio e hélio, os dois elementos mais leves do universo, e carece de elementos mais pesados, que os astrônomos (de forma um tanto confusa) chamam de “metais”.
O fato de esta estrela ser “pobre em metais” sugere que a estrela que entrou em colapso e morreu para formar Gaia-BH3 também carecia de elementos mais pesados. Espera-se que estrelas pobres em metais percam mais massa do que as suas homólogas ricas em metais durante as suas vidas, por isso os cientistas questionam-se se conseguirão manter massa suficiente para dar origem a buracos negros. Gaia-BH3 representa a primeira indicação de que estrelas pobres em metais podem realmente fazer isto.
“Espera-se que a próxima divulgação de dados do Gaia contenha ainda mais dados, o que nos ajudará a ver mais do conjunto e a compreender como se formam os buracos negros estelares adormecidos”, concluiu Seabrook.
A pesquisa da equipe foi publicada hoje (16 de abril) na revista Astronomia e astrofísica.
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