Descoberta uma grande população de buracos negros

Palomar 5 é um aglomerado de estrelas único.

© Hubble (Palomar 5)

Em primeiro lugar, porque é um dos aglomerados menos densos no halo da Via Láctea, com a distância média entre as estrelas sendo alguns anos-luz, comparável à distância entre o Sol e a sua estrela mais próxima.

Em segundo lugar, possui um fluxo estelar a ele associado que se estende por mais de 20 graus no céu. Uma equipe internacional de astrônomos e astrofísicos liderados pela Universidade de Barcelona mostra que ambas as características distintivas de Palomar 5 são provavelmente o resultado de uma grande população de buracos negros, mais de 100 destes objetos no centro do aglomerado.

O número de buracos negros é aproximadamente três vezes maior do que o esperado para o número de estrelas no aglomerado, e isto significa que mais de 20% da massa total do aglomerado é composta por buracos negros. Cada um tem uma massa de aproximadamente 20 sóis, e formaram-se em explosões de supernova no final da vida de estrelas massivas, quando o aglomerado ainda era muito jovem. 

As correntes de maré são fluxos de estrelas que foram ejetadas por aglomerados estelares ou por galáxias anãs perturbadoras. Nos últimos anos, foram descobertos no halo da Via Láctea quase trinta destes finos fluxos estelares.

Nenhuma das correntes recentemente descobertas possui um enxame estelar a elas associado. De modo que para entender como é que estes fluxos se formam, é necessário estudar o sistema estelar a ele associado. Palomar 5 é o único caso, o que o torna numa espécie de Pedra de Roseta para a compreensão da formação de correntes.

Foram realizadas simulações das órbitas e da evolução de cada estrela desde a formação do aglomerado até à sua dissolução final. As propriedades iniciais do aglomerado foram variadas até que fosse encontrada uma boa correspondência com as observações do fluxo e do aglomerado.

A equipe descobriu que Palomar 5 foi formado com uma proporção mais baixa de buracos negros, mas as estrelas escaparam com mais facilidade do que os buracos negros, de modo que esta proporção aumentou gradualmente. Os buracos negros "inflaram" o aglomerado em interações de assistência gravitacional com estrelas, o que levou à fuga de ainda mais estrelas e à formação da corrente.

Antes de se dissolver completamente, daqui a cerca de um bilhão de anos, o aglomerado consistirá inteiramente de buracos negros. Esta análise é importante para a compreensão da formação dos aglomerados globulares, das massas iniciais das estrelas e da evolução das estrelas massivas. 

Este trabalho também tem implicações importantes para as ondas gravitacionais. Palomar 5 é um aglomerado globular descoberto em 1950 por Walter Baade. Está situado na direção da constelação de Serpente, a uma distância de mais ou menos 65.000 anos-luz, e é um dos cerca de 150 aglomerados globulares que orbitam em torno da Via Láctea. Tem mais de 10 bilhões de anos, como a maioria dos outros aglomerados globulares, o que significa que se formou nas fases iniciais da formação galáctica. É cerca de 10 vezes menos massivo e 5 vezes mais extenso do que um aglomerado globular típico e encontra-se nos estágios finais da sua dissolução.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Universitat de Barcelona