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O buraco negro está mais próximo da Terra, entre os menores já descobertos
Os pesquisadores o apelidaram de 'O Unicórnio', em parte porque é, até agora, único e em parte porque foi encontrado na constelação de Monoceros - 'O Unicórnio'
Por Laura Arenschield - 21/04/2021


Crédito: Lauren Fanfer

Os cientistas descobriram um dos menores buracos negros já registrados - e o mais próximo da Terra encontrado até hoje.

Os pesquisadores o apelidaram de 'O Unicórnio', em parte porque é, até agora, único e em parte porque foi encontrado na constelação de Monoceros - 'O Unicórnio'. As descobertas foram publicadas hoje, 21 de abril, na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

"Quando olhamos os dados, este buraco negro - o Unicórnio - simplesmente apareceu", disse o autor principal Tharindu Jayasinghe, estudante de doutorado em astronomia na Universidade Estadual de Ohio e bolsista presidencial do Estado de Ohio.

O Unicórnio tem cerca de três vezes a massa do nosso Sol - minúsculo para um buraco negro. Muito poucos buracos negros desta massa foram encontrados no universo. Este buraco negro está a 1.500 anos-luz de distância da Terra, ainda dentro da Via Láctea. E, até Jayasinghe começar a analisá-lo, ele estava essencialmente escondido à vista de todos.

O buraco negro parece ser um companheiro de uma estrela gigante vermelha , o que significa que as duas estão conectadas pela gravidade. Os cientistas não podem ver o buraco negro - eles são, por definição, escuros, não apenas visualmente, mas para as ferramentas que os astrônomos usam para medir a luz e outros comprimentos de onda.

Mas, neste caso, eles podem ver a estrela companheira do buraco negro. Essa estrela foi bem documentada por sistemas de telescópio, incluindo KELT, localizado no estado de Ohio; ASAS, o precursor do ASAS-SN, que agora é executado no estado de Ohio, e TESS, um satélite da NASA que procura planetas fora do nosso sistema solar. Os dados sobre ele estavam amplamente disponíveis, mas ainda não haviam sido analisados ​​dessa forma.

Quando Jayasinghe e os outros pesquisadores analisaram os dados, eles notaram que algo que não podiam ver parecia estar orbitando a gigante vermelha, fazendo com que a luz daquela estrela mudasse de intensidade e aparência em vários pontos ao redor da órbita.

Algo, eles perceberam, estava puxando o gigante vermelho e mudando sua forma. Esse efeito de atração, chamado de distorção de maré, oferece aos astrônomos um sinal de que algo está afetando a estrela. Uma opção era um buraco negro, mas ele teria que ser pequeno - menos de cinco vezes a massa do nosso Sol, caindo em uma janela de tamanho que os astrônomos chamam de "lacuna de massa". Apenas recentemente os astrônomos consideraram uma possibilidade de que buracos negros dessa massa pudessem existir.
 
"Quando você olha de uma maneira diferente, que é o que estamos fazendo, você encontra coisas diferentes", disse Kris Stanek, co-autor do estudo, professor de astronomia no estado de Ohio e ilustre acadêmico universitário. "Tharindu olhou para essa coisa que tantas outras pessoas haviam olhado e, em vez de descartar a possibilidade de que pudesse ser um buraco negro, ele disse: 'Bem, e se pudesse ser um buraco negro?'"

Essa interrupção da maré é produzida pela força da maré de um companheiro invisível - um buraco negro.

"Assim como a gravidade da lua distorce os oceanos da Terra, fazendo com que os mares se projetem e se afastem da lua, produzindo marés altas, o buraco negro distorce a estrela em uma forma de futebol com um eixo mais longo que o outro", disse Todd Thompson, coautor do estudo, presidente do departamento de astronomia do estado de Ohio e ilustre acadêmico da universidade. "A explicação mais simples é que é um buraco negro - e, neste caso, a explicação mais simples é a mais provável."

A velocidade da gigante vermelha, o período da órbita e a forma como a força das marés distorceu a gigante vermelha revelaram-lhes a massa do buraco negro, levando-os a concluir que este buraco negro tinha cerca de três massas solares, ou três vezes a de o sol.

Por volta da última década, astrônomos e astrofísicos se perguntaram se não estavam encontrando esses buracos negros porque os sistemas e abordagens que eles usaram não eram sofisticados o suficiente para encontrá-los. Ou, eles se perguntaram, eles simplesmente não existiam?

Então, há cerca de 18 meses, muitos dos membros desta equipe de pesquisa do Estado de Ohio, liderada por Thompson, publicou um artigo científico na revista Science , oferecendo fortes evidências da existência desses tipos de buracos negros. Essa descoberta motivou Jayasinghe e outros, tanto no estado de Ohio como em todo o mundo, a pesquisar seriamente por buracos negros menores. E essa avaliação os levou ao Unicórnio.

Encontrar e estudar buracos negros e estrelas de nêutrons em nossa galáxia é crucial para os cientistas que estudam o espaço, porque lhes fala sobre a forma como as estrelas se formam e morrem.

Mas encontrar e estudar buracos negros é, quase por definição, difícil: buracos negros individuais não emitem o mesmo tipo de raios que outros objetos emitem no espaço. Eles são, para o equipamento científico, eletromagneticamente silenciosos e escuros. A maioria dos buracos negros conhecidos foi descoberta porque interagiu com uma estrela companheira, que criou muitos raios-X - e esses raios-X são visíveis para os astrônomos.

Nos últimos anos, mais experimentos em grande escala para tentar localizar buracos negros menores foram lançados, e Thompson disse que espera ver mais buracos negros de "lacuna de massa" descobertos no futuro.

"Acho que o campo está avançando nessa direção, para realmente mapear quantos buracos negros de baixa massa, quantos de massa intermediária e quantos buracos negros de alta massa existem, porque toda vez que você encontrar um, você terá uma pista sobre quais estrelas colapso, que explodem e que ficam no meio ", disse ele.

 

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