Os buracos negros estão entre os objetos mais misteriosos do Universo. Mas eles têm uma coisa em comum – a maioria dos buracos negros que encontramos caem em duas categorias: pequenos (buracos negros estelares com a massa algumas vezes maiores do que o nosso Sol); ou buracos negros supermassivos (que pesam o equivalente a trilhões de sóis).
Mas os pesquisadores acabam de anunciar mais uma evidência de um novo tipo de buraco negro, chamado de “buraco negro de massa intermediária“, pesando moderados 2.200 sóis, e escondido em um denso aglomerado de estrelas.
Os pesquisadores haviam previsto anteriormente que esses buracos negros de massa intermediária (BNMI), pesando entre 100 a 10.000 sóis, poderiam existir em nosso Universo.
Mas os astrônomos poucas vezes viram candidatos a BNMI, por isso esta nova observação é muito emocionante.
Acredita-se que os buracos negros de médio porte contêm algumas pistas importantes sobre como os buracos negros supermassivos que vemos nos centros de galáxias hoje acabaram ficando tão grandes – algo que não pode ser facilmente explicado pela nossa compreensão atual da física.
“Queremos encontrar buracos negros de massa intermediária, porque eles são o elo perdido entre buracos negros de massa estelar e os supermassivos”, disse o pesquisador Bulent Kiziltan do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.
“Eles podem ser as sementes primordiais que se transformaram nos monstros que vemos hoje nos centros de galáxias.”
O novo buraco negro de massa intermediária foi flagrado escondido no centro do aglomerado globular de estrelas conhecido como 47 Tucanae.
47 Tucanae está localizado a apenas 13.000 anos-luz da Terra – relativamente próximo, em termos espaciais – e contém a constelação do sul Tucanae, o tucano.
O aglomerado estelar contém milhares de estrelas, e cerca de duas dúzias de pulsares, em uma esfera de apenas 120 anos-luz de diâmetro, e os pesquisadores têm procurado por sinais de um buraco negro em seu centro.
Pensa-se que os buracos negros se formam quando estrelas colapsam-se no final de suas vidas, assim com tantas estrelas amontoadas em um espaço ultra denso.
Mas, detectar um buraco negro em um aglomerado globular é mais difícil do que parece, porque os buracos negros têm uma gravidade tão intensa que eles sugam a matéria sem permitir que qualquer luz visível escape – daí o nome “negro”.
Normalmente, os astrônomos detectam buracos negros, observando os raios-X que atiram-se para fora do disco quente de material que envolve os buracos negros.
Mas o método só funciona quando os buracos negros estão se alimentando ativamente com o gás nas proximidades. Uma vez que o centro de 47 Tucanae está livre de gás, qualquer buraco negro em seu centro morreria efetivamente de fome, fazendo com que o buraco negro permaneça oculto.
Outra estratégia seria a de detectar o buraco negro devido à sua influência sobre estrelas próximas – foi assim que conseguimos detectar o buraco negro no centro da nossa galáxia -, mas como 47 Tucanae é tão denso, isso não funcionaria.
“Buracos negros de massa intermediária tem sido caçados [em aglomerados globulares] por muitas décadas”, disse Kiziltan ao Space.com. “Mas nós não temos sido capazes de encontrar um de forma conclusiva.”
No novo estudo, a equipe teve duas abordagens diferentes para finalmente confirmar o BNMI. Em primeiro lugar, eles monitoraram o movimento global de estrelas em todo o aglomerado, em vez de apenas olhar para um ou dois.
A equipe observou que algo denso estava agindo como um ‘colher’ cósmica que mexia a panela de estrelas, causando nelas um efeito estilingue, aumentando suas velocidades e distâncias. A explicação mais provável para esta atividade seria um buraco negro.
Eles apoiaram-se nestas observações, olhando para os pulsares dentro do aglomerado de estrelas – pulsares são restos de estrelas mortas (geralmente estrelas de nêutrons) que enviam explosões brilhantes de sinais de rádio.
Os pulsares em 47 Tucanae também entraram na dança cósmica – algo que não pode ser explicado a menos que houvesse um buraco negro no meio deles.
Usando modelos de computador, eles foram capazes de calcular que o aglomerado estelar globular deve conter um buraco negro de massa intermediária no seu interior.
Combinadas, as evidências sugerem a presença de um BNMI pesando cerca de 2.200 massas solares – tendo em conta a margem de erro, o intervalo superior de seus cálculos sugerem que poderia ter até 3.700 massas solares, e não seria tão massivo quanto 1.400 massas solares.
Todos esses números colocá-lo de forma segura dentro dos critérios de um BNMI.
Os pesquisadores vão continuar a estudar este novo tipo de buraco negro para obter alguns insights sobre como ele funciona. Mas eles acreditam que a técnica poderia ser usada para encontrar mais BNMIs no Universo – dado o tempo que este buraco negro escapou detecção, a equipe sugere que muitos outros aglomerados globulares poderiam estar escondendo esses devoradores estelares.
Quanto mais descobrimos, mais próximo chegaremos a compreender como os buracos negros supermassivos vieram a existir – e esperamos resolver alguns dos outros mistérios que cercam a forma com que os buracos negros funcionam.
A pesquisa foi publicada na Nature.
Traduzido e adaptado de Science Alert