Milhares de buracos negros estão escondidos no coração da nossa galáxia

Columbia University

O coração da Via Láctea com o seu buraco negro supermaciço ao centro, rodeado de outros buracos negros (conceito artístico)

Pela primeira vez, astrônomos da Universidade de Colúmbia, nos EUA, vislumbraram uma grande população de buracos negros escondida no coração da Via Láctea, prevista há muito tempo.

Que há um buraco negro supermaciço, com milhões de vezes a massa do Sol, no núcleo da nossa galáxia a gente já sabia.

No entanto, a teoria indica que ele deve ter vários seguidores, ou seja, diversos buracos negros menores à sua volta. Os cientistas acreditam que esses buracos negros devem afundar no centro de todas as galáxias e se acumular lá, mas até agora não tinham provas disso.

Usando observações do centro galático feitas pelo telescópio Chandra X-ray Observatory da NASA, o novo estudo viu uma dúzia de buracos negros em sistemas binários – ou seja, emparelhados com estrelas – no coração da galáxia.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado esta semana na revista Nature.

Desde os anos 1970, os teóricos que estudam esse processo previram um centro galáctico repleto de milhares de buracos negros. Esses buracos negros devem pesar “apenas” de dez a vinte vezes mais que o Sol. Mas tais objetos são tão escuros e inativos que têm sido praticamente indetectáveis.

Usando 12 anos de dados do Chandra X-Ray Observatory, a equipe liderada pelo astrofísico Chuck Hailey finalmente detectou uma dúzia de buracos negros a alguns anos-luz do centro da Via Láctea, ou seja, dentro do alcance gravitacional do buraco negro supermaciço da nossa galáxia.

Se esse parece um número pequeno, os cientistas especulam que a descoberta é o primeiro sinal observacional de uma população maior: com base nas emissões e na distribuição espacial desses 12 sistemas, a equipe estima que de 10 a 20 mil desses objetos estejam girando em torno do núcleo da nossa galáxia.

Além disso, encontrar tantos numa região tão pequena é significativo porque até agora os cientistas só tinham encontrado provas de cerca de 60 buracos negros em toda a Via Láctea, que tem 100 mil anos-luz de diâmetro.

Hailey e sua equipe usaram dados do Chandra porque os buracos negros no centro da galáxia devem ser mais visíveis através de raios-X, produzidos quando formam um sistema binário com uma estrela de baixa massa e se alimentam dessa companheira.

As camadas externas da estrela se acumulam do lado de fora do buraco negro num disco em espiral e constantemente brilhante.

Mas as intensas emissões de raios-X desses discos são extremamente fracas quando vistas da vizinhança terrestre. As emissões também se misturam com muitas outras fontes de raios-X do centro galático.

Para definir a natureza das dúzias de candidatos a buracos negros, a equipe de Hailey traçou os picos espectrais e rastreou suas atividades ao longo do tempo, encontrando padrões consistentes com observações anteriores de emissões binárias de buracos negros em outras partes da galáxia.

Os resultados são promissores, mas, devido ao baixíssimo número total de fótons usados na análise, da dúzia de supostos buracos negros, alguns podem na verdade ser um erro estatístico.

Enquanto seis são sem dúvida buracos negros, o comportamento observado nos outros objetos também pode ser explicado como emissões de estrelas de nêutrons girando 30 vezes por segundo – fenômenos chamados pulsares de milissegundo.

Apesar da incerteza, encontrar provas de um grande número de buracos negros no centro da Via Láctea confirma uma previsão fundamental e importante da dinâmica galática.

“Esses objetos também fornecem um laboratório exclusivo para aprender sobre como grandes buracos negros interagem com os pequenos, porque não podemos estudar prontamente esses processos em galáxias mais distantes”, explica Hailey.

A descoberta deve ajudar os teóricos a fazer previsões melhores sobre buracos negros e gerar ondas gravitacionais detectáveis.

Só recentemente começamos a detectar essas ondulações no espaço-tempo, previstas por Albert Einstein há cerca de um século, e fixar o número de buracos negros no centro de uma galáxia como a Via Láctea é inestimável para calcular a natureza e o número de eventos de ondas gravitacionais esperados nos núcleos de galáxias.

Ciberia // HypeScience / ZAP

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