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Comportamento estranho de estrela revela buraco negro solitário

Comportamento estranho de estrela revela buraco negro solitário
O buraco negro estaria inativo, não estando rodeado por um disco de gás. [Imagem: ESO/L. Calçada]

Buraco negro em aglomerado estelar

Astrônomos descobriram uma estrela no aglomerado NGC 3201, situado na constelação austral da Vela, comportando-se de forma muito estranha - ela está sendo lançada para trás e para a frente com uma velocidade de várias centenas de milhares de quilômetros por hora, num ciclo que se repete a cada 167 dias.

Eles então usaram o instrumento MUSE, montado no VLT, no Chile, que tem a capacidade única de medir os movimentos de milhares de estrelas distantes simultaneamente, para tentar descobrir o que está acontecendo.

A conclusão é que a estrela parece orbitar um buraco negro - obviamente invisível e aparentemente inativo - com cerca de quatro vezes a massa do Sol.

A se confirmar a interpretação dos dados, este seria o primeiro buraco negro de massa estelar a ser encontrado em um aglomerado globular e o primeiro descoberto diretamente através da detecção do seu efeito gravitacional.

Os aglomerados estelares globulares são enormes esferas contendo dezenas de milhares de estrelas que orbitam a maioria das galáxias. Estes objetos encontram-se entre os sistemas estelares mais velhos conhecidos no Universo, datando do início da formação e evolução galáctica. Atualmente, conhecem-se mais de 150 destes aglomerados pertencentes à Via Láctea.

Mistério e explicações alternativas

A relação entre buracos negros e aglomerados globulares é importante, mas misteriosa. Devido à sua grande massa e idade elevada, acredita-se que estes aglomerados deram origem a um elevado número de buracos negros estelares, formados quando estrelas massivas em seu interior explodiram e colapsaram ao longo da longa vida do aglomerado. Mas nenhum deles havia sido encontrado até agora.

O buraco negro estaria inativo porque não está atualmente "engolindo" matéria e não se encontra rodeado por um disco brilhante de gás. A equipe conseguiu estimar a massa do buraco negro a partir dos movimentos da estrela que se encontra sobre a influência da sua enorme atração gravitacional - a estrela tem cerca de 0,8 massa do nosso Sol e o seu misterioso companheiro tem cerca de 4,36 vezes a massa solar - o que faz dele quase com certeza um buraco negro.

Uma vez que o objeto não pode ser observado diretamente, existem explicações alternativas, se bem que menos plausíveis. Por exemplo, em vez de haver um buraco negro poderia talvez ser um sistema estelar triplo composto de duas estrelas de nêutrons fortemente ligadas, com a estrela observada orbitando em torno destas. Este cenário requereria que cada uma das estrelas fortemente ligadas tivesse pelo menos duas vezes a massa do Sol, um sistema binário que nunca foi observado até agora.

Bibliografia:

A detached stellar-mass black hole candidate in the globular cluster NGC 3201
Benjamin Giesers, Stefan Dreizler, Tim-Oliver Husser, Sebastian Kamann, Guillem Anglada Escude, Jarle Brinchmann, C. Marcella Carollo, Martin M. Roth, Peter M. Weilbacher, Lutz Wisotzki
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
https://arxiv.org/abs/1801.05642




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