Elo perdido entre estrelas de nêutrons e buracos negros pode ter sido descoberto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/01/2024

Impressão artística do sistema observado, assumindo que a estrela companheira é um buraco negro. A estrela de fundo mais brilhante é sua companheira orbital, o pulsar de rádio PSR J0514-4002E. As duas estrelas estão separadas por 8 milhões de km e circulam uma em volta da outra a cada 7 dias.
[Imagem: Daniëlle Futselaar (artsource.nl)]

Mais um elo perdido

Se, há poucos dias, descobrimos o elo perdido entre as supernovas e as estrelas de nêutrons, agora podemos ter preenchido o hiato que ainda existia entre essas estrelas supermassivas e os ainda mais massivos buracos negros.

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu um corpo celeste de um tipo desconhecido até agora: Ele é mais pesado do que as estrelas de nêutrons mais pesadas que se considera possível e, ao mesmo tempo, mais leve do que os buracos negros mais leves já observados.

Usando o radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, Ewan Barr e seus colegas queriam medir o período de um pulsar binário de milissegundos conhecido como PSR J0514-4002E. Tendo em conta os efeitos relativísticos, os astrônomos estimaram a massa total do sistema binário e depois inferiram a massa do companheiro binário do pulsar.

Os resultados indicam que a companheira binária é um objeto compacto com uma massa entre 2,09 e 2,71 massas solares, situado na borda inferior da faixa de massa observada entre as estrelas de nêutrons e os buracos negros. Assim, não é possível classificar com segurança este objeto como uma estrela de nêutrons particularmente massiva ou como um buraco negro de massa incomumente baixa.

"Qualquer uma das possibilidades para a natureza do companheiro é emocionante. Um sistema pulsar-buraco negro será um alvo importante para testar as teorias da gravidade, e uma estrela de nêutrons pesada fornecerá novos insights na física nuclear em densidades muito altas," disse o professor Ben Stappers, da Universidade de Manchester, no Reino Unido.

Potencial cenário da formação do pulsar de rádio NGC 1851E e sua exótica estrela companheira.
[Imagem: Thomas Tauris (Aalborg University/MPIfR)]

Estrelas de nêutrons, buraco negro ou o quê

Quando uma estrela de nêutrons - por sua vez o resto ultradenso de uma estrela morta - adquire muita massa, geralmente consumindo ou colidindo com outra estrela, ela entra em colapso. O que elas se tornam depois de entrarem em colapso é causa de muita especulação, mas os cientistas acreditam que elas possam se tornar buracos negros, objetos tão fortes gravitacionalmente que nem mesmo a luz consegue escapar deles - embora isto também seja objeto de muita controvérsia.

As teorias indicam que a massa total necessária para o colapso de uma estrela de nêutrons é 2,2 vezes a massa do Sol. A teoria também diz que os buracos negros mais leves criados por estas estrelas são muito maiores, cerca de cinco vezes mais massivos do que o Sol, dando origem ao que é conhecido como "lacuna de massa do buraco negro" - e essa lacuna aparece nas observações.

A natureza dos objetos compactos nesta lacuna de massa é desconhecida. A descoberta deste novo objeto poderá finalmente permitir o estudo desses objetos, abrindo caminho para sua compreensão e para o porquê de sua raridade.

Embora esta campanha de observações não permita dizer de forma conclusiva se os astrônomos descobriram a estrela de nêutrons mais massiva conhecida, o buraco negro mais leve conhecido, ou mesmo alguma nova variante estelar exótica, o que é certo é que eles descobriram um laboratório único para sondar as propriedades da matéria sob as condições mais extremas do Universo.

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