Uma classe inteiramente nova de buracos negros pode estar à espreita no universo, e estes podem ser muito menores do que os cientistas descobriram antes, de acordo com novas descobertas.
Buracos negros são objetos celestes maciços que devoram tudo o que se aproxima demais; nem mesmo a luz pode escapar do intenso alcance gravitacional de um buraco negro. A busca por buracos negros, pequenos e grandes - como os supermassivos que estão no centro da maioria das galáxias, incluindo a nossa - ajuda os pesquisadores a entender como o universo funciona e cria uma narrativa para a vida e a morte das estrelas.
Isso ocorre porque os buracos negros são os cadáveres do que costumavam ser estrelas massivas que sofreram um desaparecimento explosivo, acabando entrando em colapso. A morte explosiva e o subsequente colapso das estrelas podem formar dois objetos diferentes. Se a estrela original for massiva o suficiente, essa explosão produzirá um buraco negro, mas se não for, o cadáver formará um objeto pequeno e denso conhecido como estrela de nêutrons.
Os astrônomos costumam procurar esses buracos negros em nossa própria galáxia medindo raios-X emitidos quando buracos negros sugam material de estrelas próximas. Em galáxias distantes, por outro lado, os pesquisadores procuram ondas gravitacionais produzidas pela fusão de dois buracos negros ou pela colisão de estrelas de nêutrons.
Mas um grupo de pesquisadores se perguntou se poderia haver buracos negros de massa relativamente baixa que não emitissem os sinais de raios-X de outros buracos negros. Tais buracos negros hipotéticos provavelmente existiriam em um sistema binário com outra estrela, embora eles orbitassem suficientemente longe desta estrela para que não comessem muito com seu companheiro estelar; assim, supunham os pesquisadores, esses pequenos buracos negros não emitiam raios-X detectáveis e, portanto, permaneciam invisíveis para os astrônomos, disse Todd Thompson, professor de astronomia da Universidade Estadual de Ohio e principal autor do estudo que descreveu o estudo. novas descobertas.
"Temos certeza de que deve haver muitos desses buracos negros em sistemas binários com estrelas nas galáxias, só que não os encontramos porque são difíceis de encontrar", disse Thompson à Live Science. Mas "é sempre interessante tentar encontrar coisas que não podem ser vistas".
Thompson e seus colegas procuraram evidências desses buracos negros nos companheiros estelares dos objetos propostos. Os pesquisadores vasculharam dados do Experimento de Evolução Galáctica do Apache Point Observatory (APOGEE) que continham informações sobre o espectro de luz - os vários comprimentos de onda de energia produzidos por um objeto - de mais de 100.000 estrelas em nossa galáxia.
As informações desta pesquisa revelaram mudanças nos espectros, ou comprimentos de onda da luz, de cada uma dessas estrelas. Se os pesquisadores notarem alguma mudança nesses espectros - uma mudança para comprimentos de onda mais azuis ou uma mudança para comprimentos de onda mais vermelhos, por exemplo - isso pode significar que uma estrela em particular está orbitando um companheiro invisível. Depois de fazer essa análise, os pesquisadores analisaram as mudanças de brilho de um subconjunto de estrelas que poderiam estar orbitando buracos negros, usando dados de outra pesquisa chamada All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Eles procuraram as estrelas que estavam brilhando e escurecendo enquanto também mudavam de vermelho e de azul.
Foi assim que os pesquisadores descobriram um enorme objeto escuro trancado em um abraço gravitacional com uma estrela gigante em rápida rotação, a cerca de 10.000 anos-luz de distância, nos confins da galáxia, perto da constelação de Auriga. Os pesquisadores estimaram que a massa desse objeto seja cerca de 3,3 vezes a do Sol, massiva demais para ser uma estrela de nêutrons e não massiva o suficiente em comparação com qualquer buraco negro conhecido.
A estrela de nêutrons mais massiva que os cientistas conhecem é 2,1 vezes a massa do nosso sol, enquanto o buraco negro menos massivo conhecido é cerca de cinco a seis vezes a massa do nosso sol, disse Thompson. No entanto, o limite de massa mais baixa do objeto recém-descoberto - a menor massa que esse objeto poderia ser - é 2,6 vezes a massa do nosso Sol, que é o que os astrônomos pensam ser o limite superior de como teoricamente as estrelas maciças de nêutrons podem obter. Mais massivo que isso, e a estrela de nêutrons entraria em colapso em um buraco negro.
Portanto, esse objeto sombrio e misterioso "pode ser a estrela de nêutrons mais massiva já vista", bem no limite após o qual não pode existir, disse Thompson. "Na verdade, eu ficaria ainda mais animado se isso fosse verdade." Mas o mais provável é que seja o buraco negro hipotético, mas nunca antes descoberto, de massa relativamente baixa, acrescentou.
Dejan Stojkovic, um cosmólogo e professor de física da Universidade de Buffalo College of Arts and Sciences, que não estava envolvido com a pesquisa, concordou. "É provavelmente um buraco negro", porque é muito grande para ser uma estrela de nêutrons, a menos que seja algum tipo de estrela incomum, disse Stojkovic à Live Science. "A descoberta parece muito razoável", mas não inesperada, pois os astrônomos sabem que existem buracos negros de menor massa.
Thompson disse que espera descobertas futuras, como informações sobre a inclinação da órbita da estrela em torno do objeto escuro que a sonda Gaia da Agência Espacial Européia poderá reunir em uma missão futura. Isso poderia ajudar os pesquisadores a medir a massa do objeto escuro com mais precisão.
Os resultados foram publicados ontem (31 de outubro) na revista Science.
