Astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí desvendaram o passado turbulento de uma gigante vermelha distante, escutando a sua "canção" celeste.
© Google Gemini (estrela gigante vermelha orbitando um buraco negro)
Variações sutis no brilho da estrela sugerem que, potencialmente e em tempos, colidiu e fundiu-se com outra estrela, um evento explosivo que a deixou girando rapidamente. Atualmente, orbita um buraco negro silencioso no sistema Gaia BH2.
Utilizando dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, os astrônomos detectaram tênues "sismos estelares" que ondulam na estrela companheira de Gaia BH2, um sistema que abriga um buraco negro identificado pela primeira vez pela missão Gaia da ESA em 2023.
Tal como as ondas sísmicas revelam as camadas interiores da Terra, estas vibrações estelares deram aos cientistas um raro vislumbre sob a superfície da estrela, permitindo-lhes medir as propriedades do seu núcleo com uma precisão notável.
Tal como os sismólogos usam os terremotos para estudar o interior da Terra, é possível usar as oscilações estelares para compreender o que se passa no interior de estrelas distantes. Estas vibrações disseram-nos algo inesperado sobre a história desta estrela. A maior surpresa veio da composição da estrela. É considerada "rica em elementos alfa", o que significa que está repleta de elementos mais pesados, normalmente encontrados em estrelas muito mais antigas, o que sugere que deve ser antiga.
No entanto, quando os cientistas estudaram as suas vibrações, descobriram que, na realidade, tem apenas cerca de 5 bilhões de anos, demasiado jovem para se ter formado com essas características químicas. As estrelas jovens e ricas em elementos alfa são muito raras e intrigantes.
A combinação de juventude e química antiga sugere que esta estrela não evoluiu isoladamente. Provavelmente adquiriu massa extra de uma companheira, quer através de uma fusão, quer absorvendo material quando o buraco negro se formou. O mistério aprofunda-se com observações a longo prazo de telescópios terrestres que mostram que a estrela gira uma vez a cada 398 dias, muito mais depressa do que o esperado para uma gigante vermelha isolada da sua idade.
A estrela deve ter sido acelerada através de interações de maré com a sua companheira, o que apoia ainda mais a ideia de que este sistema tem uma história complexa. A equipe também examinou Gaia BH3, outro sistema que contém um buraco negro e uma estrela companheira ainda mais incomum. Embora os modelos previssem que esta estrela deveria mostrar oscilações claras, nenhuma foi detectada, o que sugere que as teorias atuais sobre estrelas extremamente pobres em metais podem precisar de ser atualizadas.
Tanto Gaia BH2 como BH3 são sistemas com buracos negros dormentes, o que significa que não estão se alimentando das suas estrelas companheiras e, por isso, não emitem raios X. A sua descoberta, através de medições precisas do movimento estelar, está alterando a forma como os astrônomos compreendem os buracos negros na nossa Galáxia.
As futuras observações do TESS e de Gaia BH2 darão aos cientistas um olhar mais pormenorizado das suas vibrações estelares e poderão confirmar se se formou através de uma fusão passada, ajudando a desvendar como surgiram estes pares silenciosos de buracos negros.
Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.
Fonte: Universidade do Havaí