Uma nova reviravolta surgiu na busca pela massa invisível que se esconde no maior aglomerado de estrelas da Via Láctea. Astrônomos encontraram evidências de um enxame de buracos negros de massa estelar no coração de Omega Centauri, um gigantesco conjunto de estrelas gravitacionalmente ligadas, localizado a mais de 17.000 anos-luz de distância.
Esta descoberta levanta questões interessantes, especialmente porque pesquisas anteriores sugeriam que a massa seria um único buraco negro supermassivo, com milhares de vezes a massa do Sol. A compreensão da natureza real da escuridão em Omega Centauri nos aproxima da solução desses enigmas.
“Há muito tempo sabemos sobre buracos negros supermassivos nos centros de galáxias e buracos negros estelares menores dentro da nossa própria galáxia. No entanto, a ideia de buracos negros de massa intermediária, que poderiam preencher a lacuna entre esses extremos, permanece não comprovada”, explica o astrofísico Andrés Bañares Hernández, do Instituto de Astrofísica das Canárias, na Espanha.
Bañares Hernández ainda acrescenta: “Ao estudar Omega Centauri – um remanescente de uma galáxia anã – conseguimos refinar nossos métodos e avançar na compreensão se tais buracos negros existem e qual o papel que desempenham na evolução de aglomerados estelares e galáxias. Este trabalho ajuda a resolver um debate de duas décadas e abre novas portas para futuras explorações”.
Omega Centauri é um aglomerado globular, uma grande e densa esfera de estrelas unidas pela gravidade. Tem cerca de 150 anos-luz de diâmetro e contém aproximadamente 10 milhões de estrelas. Acredita-se que seja o núcleo remanescente de uma galáxia anã, a Gaia Sausage, que foi absorvida pela Via Láctea há muito tempo.
Astrônomos acreditam que galáxias anãs podem ser como galáxias completas em miniatura. Em vez de um buraco negro supermassivo em seu centro, com milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, uma galáxia anã pode conter um buraco negro de massa intermediária, entre cem e um milhão de vezes a massa do Sol.
Buracos negros de massa intermediária (IMBHs) são alvos de grande interesse para os astrônomos. Acredita-se que eles existam, pois deve haver alguma ligação entre os buracos negros de massa estelar formados a partir de estrelas massivas mortas e os monstros supermassivos ao redor dos quais as galáxias giram. No entanto, poucas evidências desses IMBHs foram encontradas.
Buracos negros, a menos que estejam se alimentando ativamente, não revelam sua localização facilmente. É necessário encontrar evidências indiretas de sua presença. Muitas pesquisas têm se concentrado no rastreamento dos movimentos de estrelas dentro de Omega Centauri para verificar se suas trajetórias podem ser explicadas por uma órbita em torno de uma massa central invisível – um IMBH oculto.
Diversos estudos indicaram que há uma massa oculta dentro de Omega Centauri. Um artigo publicado no início deste ano refinou essa massa para 8.200 massas solares. Embora a faixa de massa para um IMBH não tenha sido definida oficialmente, 8.200 massas solares se encaixa em todas as faixas de IMBH.
Essa conclusão, no entanto, só é válida se essa massa for um único objeto, e não um enxame. Astrônomos acreditavam que um enxame seria muito menos provável, já que interações gravitacionais entre os buracos negros e outras estrelas poderiam enviá-los para fora do centro do aglomerado.
A equipe liderada por Bañares Hernández adicionou um novo conjunto de dados em sua análise do aglomerado: as acelerações de pulsares. Pulsares são um subconjunto de estrelas de nêutrons que giram muito rapidamente, emitindo feixes de ondas de rádio de seus polos. Esses feixes, ao passarem pela Terra, fazem a estrela parecer pulsar, como um farol cósmico.
Como os períodos rotacionais dos pulsares podem ser medidos com precisão, os cientistas podem usar as estrelas para medir outras coisas, como movimento, posição e aceleração, também com muita precisão. Essas medições podem ser detectadas por meio de variações no tempo dos pulsos.
De acordo com a modelagem e os cálculos da equipe com os dados adicionados dos pulsares, os movimentos das estrelas no centro de Omega Centauri são melhor explicados por um enxame de pequenos buracos negros de massa estelar – aqueles que se formam a partir dos núcleos colapsados de estrelas massivas quando elas morrem.
A presença de um IMBH não é descartada, já que é possível que buracos negros de massa estelar e de massa intermediária coexistam. Os buracos negros de massa estelar poderiam estar ligados, como outras estrelas, pela gravidade do IMBH. E se os IMBHs se formam a partir de fusões hierárquicas de buracos negros de massa estelar, encontrar ambos juntos pode ser uma pista de como buracos negros gigantes crescem.
“A busca por buracos negros de massa intermediária continua. Ainda pode haver um no centro de Omega Centauri, mas nosso trabalho sugere que ele deve ter menos de cerca de 6.000 vezes a massa do Sol e viver ao lado de um aglomerado de buracos negros de massa estelar”, afirma o astrofísico Justin Read, da Universidade de Surrey, no Reino Unido.
Read ainda completa: “Há, no entanto, todas as chances de encontrarmos um em breve. Mais e mais acelerações de pulsares estão surgindo, permitindo-nos olhar para os centros de aglomerados de estrelas densos e caçar buracos negros com mais precisão do que nunca”. A pesquisa será publicada em Astronomy & Astrophysics.
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