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O primeiro buraco negro detectado é mais massivo do que pensávamos
Publicada hoje na revista Science , a pesquisa mostra que o sistema conhecido como Cygnus X-1 contém o buraco negro de massa estelar mais massivo já detectado sem o uso de ondas gravitacionais.
Por International Center for Radio Astronomy Research - 19/02/2021


Impressão artística do sistema Cygnus X-1. Um buraco negro de massa estelar orbita com uma estrela companheira localizada a 7.200 anos-luz da Terra. Crédito: Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia.

Novas observações do primeiro buraco negro já detectado levaram os astrônomos a questionar o que sabem sobre os objetos mais misteriosos do Universo.

Publicada hoje na revista Science , a pesquisa mostra que o sistema conhecido como Cygnus X-1 contém o buraco negro de massa estelar mais massivo já detectado sem o uso de ondas gravitacionais.

Cygnus X-1 é um dos buracos negros mais próximos da Terra. Foi descoberto em 1964, quando um par de contadores Geiger foi carregado a bordo de um foguete suborbital lançado do Novo México.

O objeto foi o foco de uma famosa aposta científica entre os físicos Stephen Hawking e Kip Thorne, com Hawking apostando em 1974 que não era um buraco negro. Hawking cedeu a aposta em 1990.

Neste trabalho mais recente, uma equipe internacional de astrônomos usou o Very Long Baseline Array - um radiotelescópio do tamanho de um continente feito de 10 antenas espalhadas pelos Estados Unidos - junto com uma técnica inteligente para medir distâncias no espaço.

"Se pudermos ver o mesmo objeto de locais diferentes, podemos calcular sua distância de nós medindo a distância que o objeto parece se mover em relação ao fundo", disse o pesquisador-chefe, Professor James Miller-Jones da Curtin University and the International Centro de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR).

"Se você colocar o dedo na frente dos olhos e vê-lo com um olho de cada vez, notará que seu dedo parece pular de um ponto a outro. É exatamente o mesmo princípio."

"Durante seis dias, observamos uma órbita completa do buraco negro e usamos observações feitas do mesmo sistema com o mesmo conjunto de telescópios em 2011", disse o professor Miller-Jones. "Este método e nossas novas medições mostram que o sistema está mais longe do que se pensava, com um buraco negro que é significativamente mais massivo."

O coautor, Professor Ilya Mandel, da Monash University e do ARC Center of Excellence em Gravitational Wave Discovery (OzGrav), disse que o buraco negro é tão grande que é realmente um desafio como os astrônomos pensavam que eles se formaram.

"As estrelas perdem massa para o ambiente circundante por meio de ventos estelares que sopram de sua superfície. Mas para tornar um buraco negro tão pesado, precisamos diminuir a quantidade de massa que estrelas brilhantes perdem durante suas vidas", disse ele.
 
"O buraco negro no sistema Cygnus X-1 começou a vida como uma estrela com aproximadamente 60 vezes a massa do Sol e entrou em colapso há dezenas de milhares de anos", disse ele. "Incrivelmente, ele está orbitando sua estrela companheira - uma supergigante - a cada cinco dias e meio a apenas um quinto da distância entre a Terra e o Sol.

"Essas novas observações nos dizem que o buraco negro tem mais de 20 vezes a massa do nosso Sol - um aumento de 50% nas estimativas anteriores."

Os astrônomos observaram o sistema Cygnus X-1 de diferentes ângulos usando a órbita
da Terra ao redor do Sol para medir o movimento percebido do sistema contra as estrelas
de fundo. Isso permitiu que eles refinassem a distância até o sistema e, portanto, a massa
do buraco negro. Crédito: Centro Internacional de
Pesquisa em Radioastronomia.

Xueshan Zhao é coautor do artigo e Ph.D. candidato a estudar nos Observatórios Astronômicos Nacionais - parte da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) em Pequim.

"Usando as medições atualizadas para a massa do buraco negro e sua distância da Terra, fui capaz de confirmar que Cygnus X-1 está girando incrivelmente rápido - muito perto da velocidade da luz e mais rápido do que qualquer outro buraco negro encontrado até hoje, " ela disse.

"Estou no início da minha carreira de pesquisador, então fazer parte de uma equipe internacional e ajudar a refinar as propriedades do primeiro buraco negro já descoberto tem sido uma grande oportunidade."

No próximo ano, o maior radiotelescópio do mundo - o Square Kilometer Array (SKA) - começará a ser construído na Austrália e na África do Sul.

"Estudar buracos negros é como lançar uma luz sobre o segredo mais bem guardado do Universo - é uma área de pesquisa desafiadora, mas excitante", disse o professor Miller-Jones.

"Conforme a próxima geração de telescópios fica online, sua sensibilidade aprimorada revela o Universo com cada vez mais detalhes, aproveitando décadas de esforços investidos por cientistas e equipes de pesquisa em todo o mundo para compreender melhor o cosmos e os objetos exóticos e extremos que existem.

"É um ótimo momento para ser astrônomo."

 

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