Os astrônomos são fascinados por aglomerados globulares desde que foram observados pela primeira vez no século XVII. Essas coleções esféricas de estrelas estão entre os sistemas estelares mais antigos conhecidos no Universo, que remontam ao início do Universo, quando as galáxias estavam apenas começando a crescer e evoluir. Esses aglomerados orbitam os centros da maioria das galáxias, com mais de 150 conhecidos por pertencer apenas à Via Láctea.
Um desses aglomerados é conhecido como NGC 3201, um aglomerado localizado a cerca de 16.300 anos-luz de distância na constelação sul de Vela. Usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Observatório Paranal, no Chile, uma equipe de astrônomos estudou recentemente esse cluster e percebeu algo muito interessante. De acordo com o estudo que eles lançaram, esse cluster parece ter um buraco negro embutido nele.
O estudo apareceu no Avisos mensais da Royal Astronomical Society sob o título "Um candidato a buraco negro de massa estelar destacada no cluster globular NGC 3201". O estudo foi liderado por Benjamin Giesers da Universidade Georg-August-Göttingen e incluiu membros da Universidade John Moores de Liverpool, Universidade Queen Mary de Londres, Observatório de Leiden, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, ETH Zurique e Instituto Leibniz. para Astrophysics Potsdam (AIP).
Para o estudo, a equipe contou com o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) no VLT para observar o NGC 3201. Esse instrumento é único devido à maneira como permite que os astrônomos medam os movimentos de milhares de estrelas distantes simultaneamente . No curso de suas observações, a equipe descobriu que uma das estrelas do aglomerado estava sendo lançada a velocidades de várias centenas de quilômetros por hora e com um período de 167 dias.
Como Giesers explicou em um comunicado de imprensa do ESO:
“Estava orbitando algo completamente invisível, que tinha uma massa mais que quatro vezes maior que o Sol - isso só poderia ser um buraco negro! O primeiro encontrado em um aglomerado globular, observando diretamente sua força gravitacional.”
Essa descoberta foi bastante inesperada e constitui a primeira vez que os astrônomos conseguem detectar um buraco negro inativo no coração de um aglomerado globular - o que significa que atualmente não está acumulando matéria ou cercado por um disco brilhante de gás. Eles também foram capazes de estimar a massa do buraco negro medindo os movimentos da estrela ao seu redor e extrapolando sua enorme força gravitacional.
A partir das propriedades observadas, a equipe determinou que a estrela que se move rapidamente é cerca de 0,8 vezes a massa do nosso Sol e a massa do seu correspondente do buraco negro em torno de 4,36 vezes a massa do Sol. Isso está na categoria "buraco negro de massa estelar", que são estrelas que excedem o limite máximo de massa de uma estrela de nêutrons, mas são menores que os buracos negros supermassivos (SMBHs) - que existem no centro da maioria das galáxias.
Essa descoberta é altamente significativa, e não apenas porque foi a primeira vez que os astrônomos observaram um buraco negro de massa estelar em um aglomerado globular. Além disso, confirma o que os cientistas suspeitam há alguns anos, graças a estudos recentes de rádio e raio-x de aglomerados globulares e a detecção de sinais de ondas gravitacionais. Basicamente, indica que os buracos negros são mais comuns em aglomerados globulares do que se pensava anteriormente.
"Até recentemente, era de se supor que quase todos os buracos negros desapareceriam dos aglomerados globulares após um curto período de tempo e que sistemas como esse nem deveriam existir!" disse Giesers. “Mas claramente esse não é o caso - nossa descoberta é a primeira detecção direta dos efeitos gravitacionais de um buraco negro de massa estelar em um aglomerado globular. Essa descoberta ajuda a entender a formação de aglomerados globulares e a evolução de buracos negros e sistemas binários - vitais no contexto da compreensão das fontes de ondas gravitacionais. ”
Essa descoberta também foi significativa, uma vez que a relação entre buracos negros e aglomerados globulares permanece misteriosa, mas altamente importante. Devido a suas altas massas, volumes compactos e grandes idades, os astrônomos acreditam que os aglomerados produziram um grande número de buracos negros de massa estelar ao longo da história do Universo. Essa descoberta pode, portanto, nos dizer muito sobre a formação de aglomerados globulares, buracos negros e as origens de eventos de ondas gravitacionais.
E aproveite este podcast do ESO explicando a recente descoberta:
