'Polícia do buraco negro' descobriu um buraco negro adormecido fora da nossa galáxia

Uma equipa de especialistas internacionais, conhecida por desmascarar várias descobertas de buracos negros, encontrou um buraco negro de massa estelar na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da nossa. “Pela primeira vez, nossa equipe se reuniu para relatar a descoberta de um buraco negro, em vez de rejeitá-la”, diz o líder do estudo, Tomer Shenar. Além disso, descobriram que a estrela que deu origem ao buraco negro desapareceu sem qualquer sinal de uma explosão poderosa. A descoberta foi feita graças a seis anos de observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO).

“Identificamos uma ‘agulha num palheiro’” diz Shenar, que iniciou o estudo na KU Leuven, na Bélgica, e agora é bolsista Marie-Curie na Universidade de Amsterdã, na Holanda. Embora outros candidatos a buraco negro semelhantes tenham sido propostos, a equipe afirma que este é o primeiro buraco negro “adormecido” de massa estelar a ser detectado inequivocamente fora da nossa galáxia.

Buracos negros de massa estelar são formadas quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e colapsam sob sua própria gravidade. Num binário, um sistema de duas estrelas girando uma em torno da outra, este processo deixa para trás um buraco negro em órbita com uma estrela companheira luminosa. O buraco negro fica “adormecido” se não emitir altos níveis de radiação de raios X, que é como esses buracos negros são normalmente detectados.

“É incrível que quase não conheçamos buracos negros adormecidos, dado o quão comuns os astrónomos acreditam que sejam,” explica o co-autor Pablo Marchant da KU Leuven. O buraco negro recém-descoberto tem pelo menos nove vezes a massa do nosso Sol e orbita uma estrela azul quente que pesa 25 vezes a massa do Sol.

Os buracos negros adormecidos são particularmente difíceis de detectar, uma vez que não interagem muito com o ambiente que os rodeia. “Há mais de dois anos, procuramos esse tipo de sistemas binários de buraco negro" diz a co-autora Julia Bodensteiner, investigadora do ESO na Alemanha. “Fiquei muito entusiasmado quando ouvi falar do VFTS 243, que na minha opinião é o candidato mais convincente relatado até agora.”

Para encontrar o VFTS 243, a colaboração pesquisou quase 1000 estrelas massivas na região da Nebulosa da Tarântula, no Grande nuvem de Magalhães, procurando aqueles que poderiam ter buracos negros como companheiros. Identificar estes companheiros como buracos negros é extremamente difícil, pois existem muitas possibilidades alternativas.

“Como pesquisador que desmascarou potenciais buracos negros nos últimos anos, fiquei extremamente cético em relação a esta descoberta”, diz Shenar. O ceticismo foi compartilhado pelo coautor Kareem El-Badry, do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian nos EUA, a quem Shenar chama de “destruidor de buracos negros”. “Quando Tomer me pediu para verificar suas descobertas, tive minhas dúvidas. Mas não consegui encontrar uma explicação plausível para os dados que não envolvessem um buraco negro”, explica El Badry.

A descoberta também permite à equipe uma visão única dos processos que acompanham o formação de buracos negros. Os astrônomos acreditam que um buraco negro de massa estelar se forma como o núcleo de um enorme estrela moribunda entra em colapso, mas permanece incerto se isso é ou não acompanhado por uma poderosa explosão de supernova.

“A estrela que formou o buraco negro em VFTS 243 parece ter entrado em colapso total, sem nenhum sinal de explosão anterior,” explica Shenar. “As evidências deste cenário de 'colapso direto' têm surgido recentemente, mas o nosso estudo fornece, sem dúvida, uma das indicações mais diretas. Isto tem enormes implicações para a origem do fusões de buraco negro no cosmos.”

O buraco negro em VFTS 243 foi encontrado após seis anos de observações da Nebulosa da Tarântula pelo instrumento Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) montado no VLT do ESO.

Apesar do apelido de “polícia do buraco negro”, a equipa encoraja activamente o escrutínio e espera que o seu trabalho, publicado hoje na Nature Astronomy, permita a descoberta de outras massas estelares. buracos negros orbitando estrelas massivas, milhares dos quais se prevê que existam na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães.

“É claro que espero que outros profissionais da área se debrucem cuidadosamente sobre nossa análise e tentem elaborar modelos alternativos”, disse. conclui El-Badry. “É um projeto muito emocionante de se estar envolvido.”

Referência de revista

1. Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Um buraco negro silencioso de raios X nascido com um impulso insignificante em um binário massivo da Grande Nuvem de Magalhães Trabalho de Pesquisa