Cientistas acabam de detectar um buraco negro extraordinário em nossa galáxia, a Via Láctea. Eles o localizaram após um estudo cuidadoso de mais de 500 imagens do aglomerado globular Omega Centauri registradas pelo Telescópio Espacial Hubble ao longo de duas décadas. Trata-se de um buraco negro de massa intermediária, o que sugere que ele pode ser o “elo perdido” na evolução desses poderosos objetos no Universo.
Como eles o encontraram? Os cientistas observaram um movimento característico de sete estrelas circulando em uma região aparentemente vazia do espaço.
Estranha dança de estrelas
A descoberta foi publicada recentemente na prestigiada revista científica Nature. Não é a primeira vez que os pesquisadores detectam essa estranha “dança” de estrelas em torno de um objeto invisível e muito compacto no Cosmos.
Exemplos recentes incluem Gaia BH3, o buraco negro estelar mais maciço próximo à Terra, ou o gigantesco Sagittarius A*, o buraco negro supermaciço no centro de nossa galáxia.
Essa é a primeira vez, no entanto, que os astrônomos têm evidências muito fortes da existência de um buraco negro de massa intermediária (IMBH, na sigla em inglês) na Via Láctea. Trata-se de um objeto muito raro, pelo menos os que detectamos até o momento, para o qual há pouquíssimas evidências no Universo.
Esses buracos negros de massa intermediária são os “elos perdidos” na evolução dos buracos negros, com massas que variam de 150 a 100 mil vezes a massa do Sol.
Então, em que regiões do Cosmos eles geralmente estão localizados, e como se originaram?
Milhões de estrelas agrupadas
As estrelas geralmente aparecem em grupos no céu. De cada cem sistemas estelares, 23 contêm três ou mais estrelas, 47 são estrelas duplas e apenas 30 são estrelas “solitárias” como o nosso Sol.
Dentro do primeiro grupo estão os aglomerados globulares. Os aglomerados globulares são conjuntos esféricos de estrelas ligadas gravitacionalmente, geralmente orbitando um núcleo galáctico. Eles podem atingir diâmetros de centenas de anos-luz e abrigar milhões de estrelas, entre elas as mais antigas da galáxia (pertencentes à chamada População II, com uma tonalidade avermelhada).
A busca em Omega Centauri
No aglomerado globular chamado Omega Centauri (NGC 5139), a cerca de 17 mil anos-luz da Terra, foram encontradas evidências da presença de um buraco negro de massa intermediária incomum.
Omega Centauri tem aproximadamente 10 milhões de estrelas e é 10 vezes mais maciço do que outros grandes aglomerados globulares. Ele tem tanta massa quanto uma galáxia de pequeno porte, e é o maior e mais brilhante aglomerado globular conhecido na Via Láctea.
Localizado na constelação de Centauro, é um dos objetos mais apreciados no céu noturno do Hemisfério Sul, atingindo quase o tamanho da Lua cheia quando visto de áreas pouco iluminadas. No Hemisfério Norte, Omega Centauri só pode ser visto até a latitude 43°N, excluindo a Europa Central, a Rússia e o Canadá.
Do tamanho de Netuno
O estudo das imagens de Omega Centauri feitas pelo Telescópio Espacial Hubble levou os pesquisadores a notar um fenômeno curioso na sua região central: sete estrelas se movem em velocidades muito características em torno de uma região do cosmos aparentemente vazia.
As velocidades desse seleto grupo de estrelas são tão altas que elas deveriam deixar o aglomerado globular em algum momento. A menos que um corpo invisível e muito maciço as estivesse puxando gravitacionalmente em direção ao centro, impedindo sua fuga de Ômega Centauri.
E que objeto invisível seria capaz de tal façanha?
Os autores do estudo sugerem que somente um buraco negro de pelo menos 200 vezes a massa do Sol seria capaz de fazer isso, embora várias simulações coloquem um limite superior de 50 mil vezes a massa do nosso Sol. De qualquer forma, ele pertenceria ao “distinto” clube dos buracos negros de massa intermediária, com tamanho equivalente pelo menos ao do planeta Netuno.
O “elo perdido” dos buracos negros
Como esses buracos negros se originaram no meio do caminho entre os buracos negros estelares e os buracos negros supermaciços?
Uma pesquisa recente liderada pela cientista Michiko Fuiji, da Universidade de Tóquio, sugere que os aglomerados globulares são as regiões mais prováveis para a formação desses objetos de massa intermediária. A razão para isso é o grande número de estrelas muito próximas umas das outras.
De acordo com Fuiji, colisões estelares descontroladas devem ocorrer nesses aglomerados, formando estrelas muito maciças, de até dez mil vezes a massa solar. Assim, de acordo com modelos teóricos de evolução estelar, essas estrelas excepcionalmente maciças podem eventualmente evoluir para buracos negros de massa intermediária, com três a quatro mil vezes a massa do Sol.
Futuras observações do James Webb
Ainda há muito trabalho a ser feito nessa linha de pesquisa, pois a massa exata e a posição precisa desse buraco negro recém-descoberto não são conhecidas.
Os pesquisadores usarão o Telescópio Espacial James Webb e novos instrumentos no Very Large Telescope (VLT) no Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, para observar o interior de Omega Centauri com mais detalhes e calcular as velocidades das estrelas com mais precisão.
Pesquisas futuras fornecerão mais informações sobre esse buraco negro incomum e inusitado em nossa galáxia.