Um buraco negro rebelde

Pesquisadores na China descobriram um buraco negro de baixa massa dentro da ilusória lacuna de massa, desafiando o consenso científico anterior.

© SciTechDaily (buraco negro num amplo sistema binário)

Ao combinar velocidade radial e astrometria, eles identificaram esse buraco negro em um amplo sistema binário, desafiando teorias existentes sobre evolução binária e formação de buracos negros. 

Essa descoberta significativa não apenas adiciona um novo membro à gama conhecida de massas de buracos negros, mas também fornece percepções cruciais sobre a dinâmica de sistemas binários e evolução estelar. A pesquisa foi conduzida por uma equipe liderada pelo Dr. Song Wang, um pesquisador associado dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC). 

Nas últimas seis décadas, cientistas descobriram duas dúzias de buracos negros de massa estelar usando métodos de raios X. A distribuição de massa desses buracos negros, principalmente entre 5 a 25 massas solares, mostra uma escassez de buracos negros com massas variando de três a cinco massas solares. A lacuna de massa pode ser causada por mecanismos especiais durante explosões de supernovas que impedem a formação de buracos negros dentro dessa faixa de massa. Também pode ser devido ao viés observacional, já que binários incluindo buracos negros de menor massa são mais facilmente interrompidos por chutes natais durante explosões de supernovas e, portanto, são mais difíceis de detectar. 

Embora observações recentes de ondas gravitacionais pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory tenham revelado a existência de objetos compactos dentro dessa lacuna de massa, a questão de se buracos negros de baixa massa poderiam existir em binários continua sendo uma questão de debate. Esperava-se que tal sistema fosse não interativo e sem emissão de raios X e poderia ser pesquisado usando métodos de velocidade radial e astrométricos. 

Usando espectroscopia obtida do Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) e dados astrométricos do Gaia, este estudo conduziu uma busca por binários contendo componentes compactos. Os pesquisadores descobriram um objeto escuro de baixa massa localizado no sistema binário G3425. A estrela visível é uma gigante vermelha com uma massa de cerca de 2,7 massas solares, enquanto a massa do objeto escuro é de cerca de 3,6 massas solares, com um intervalo de 3,1 a 4,4 massas solares. Não há contribuição de luz de nenhum outro componente no sistema além da gigante vermelha, provando que o companheiro escuro é um buraco negro, com sua massa caindo dentro da lacuna de massa. 

O estudo demonstra que a combinação de velocidade radial e astrometria pode efetivamente detectar objetos compactos quiescentes em sistemas binários. Este sistema intrigante sugere fortemente a existência de sistemas binários contendo buracos negros de baixa massa e pode fornecer informações sobre a formação e evolução de sistemas binários.

Fonte: Nature Astronomy