Os buracos negros são uma parte importante na compreensão do Universo, que os cientistas estão tentando construir um censo de todos os buracos negros da Via Láctea.
© OSU/Jason Scults (ilustração de buraco negro perto de gigante vermelha)
Mas uma nova pesquisa mostra que à sua busca pode estar faltando uma classe inteira de buracos negros que não era conhecida sua existência.
Neste estudo os astrônomos fornecem uma nova maneira de procurar buracos negros e mostram que é possível que exista uma classe de buracos negros ainda menores dos conhecidos no Universo.
Os cientistas estão tentando entender as explosões de supernovas, como estrelas massivas explodem, como os elementos foram formados nas estrelas massivas. Portanto, se for possível revelar uma nova população de buracos negros, poderia fornecer mais informações sobre quais as estrelas que explodem, quais as que não explodem, quais as que formam buracos negros, quais as que formam estrelas de nêutrons.
Os buracos negros formam-se quando certas estrelas massivas morrem, encolhem e explodem. Os astrônomos também estão à procura de estrelas de nêutrons, que são estrelas pequenas e densas que se formam quando algumas estrelas morrem e colapsam.
Estes dois tipos de objetos podem reter informações interessantes sobre os elementos da Terra e como as estrelas vivem e morrem. Mas, para descobrir estas informações, é necessário inicialmente descobrir onde estão os buracos negros.
Os buracos negros costumam existir em sistemas binários. Isto significa simplesmente que duas estrelas estão próximas o suficiente uma da outra para estarem unidas pela gravidade numa órbita mútua. Quando uma destas estrelas morre, a outra pode permanecer, ainda orbitando o espaço onde a estrela morta viveu e onde um buraco negro ou estrela de nêutrons se formou.
Durante anos, os buracos negros que os cientistas conheciam tinham todos massas entre 5 e 15 vezes a massa do Sol. As estrelas de nêutrons conhecidas geralmente não têm mais do que 2,1 vezes a massa do Sol; se tivessem mais do que 2,5 massas solares, entrariam em colapso para formar um buraco negro.
Mas, no verão de 2017, um levantamento chamado LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) observou a fusão de dois buracos negros numa galáxia a cerca de 1,8 bilhões de anos-luz de distância. Um destes buracos negros tinha cerca de 31 vezes a massa do Sol; o outro cerca de 25 vezes a massa do Sol.
Os astrofísicos há muito que suspeitavam que os buracos negros podiam ter tamanhos fora da variedade conhecida, e a descoberta do LIGO provou que os buracos negros podiam ser maiores. Mas havia uma janela de tamanho entre as maiores estrelas de nêutrons e os buracos negros menores.
Os cientistas começaram a vasculhar os dados do APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), que recolheu espectros de luz de cerca de 100.000 estrelas espalhadas pela Via Láctea. Notou-se que os espectros podiam mostrar que uma estrela podia estar em órbita de outro objeto: mudanças nos espectros, um desvio para comprimentos de onda mais azuis, por exemplo, seguido por um desvio para comprimentos de onda mais vermelhos, podiam indicar que uma estrela estava orbitando um companheiro ainda não observado.
Seguidamente, restringiu os dados do APOGEE para 200 das estrelas mais interessantes. Foram compiladas milhares de imagens de cada potencial sistema binário com o ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae; o ASAS-SN já encontrou aproximadamente 1.000 supernovas).
A análise de dados apontou uma estrela gigante vermelha que parecia orbitar algo, mas que, com base nos cálculos, era provavelmente muito menor do que os buracos negros conhecidos da Via Láctea, e muito maior do que maioria das estrelas de nêutrons conhecidas.
Após mais cálculos e dados adicionais obtidos com o TRES (Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph) e com o satélite Gaia, os astrônomos perceberam que haviam encontrado um buraco negro de baixa massa, com provavelmente mais ou menos 3,3 vezes a massa do Sol.
O estudo foi publicado na revista Science.
Fonte: The Ohio State University
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