NASA / CXC / M. Weiss
Ilustração da estrela anã a orbitar um buraco negro no sistema binário X9
Um grupo de astrônomos descobriu que uma estrela anã completa duas voltas em torno de um buraco negro aproximadamente a cada hora. Esta poderá ser a dança orbital mais íntima já testemunhada entre um buraco negro e uma estrela.
A descoberta foi feita através do Observatório de raios-X Chandra, o NuSTAR e o ATCA (Australia Telescope Compact Array) da CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation).
O par está localizado num conjunto estelar chamado 47 Tucanae, um denso aglomerado de estrelas da Via Láctea a cerca de 14.800 anos-luz da Terra.
Apesar de os astrônomos observarem este sistema binário há muitos anos, foi só em 2015 que observações no rádio, com o ATCA, revelaram que o par contém provavelmente um buraco negro que puxa todo material de uma anã branca companheira, uma estrela de baixa massa que esgotou a maioria do seu combustível nuclear.
Os novos dados do Chandra mostram que o sistema binário muda de brilho em raios-X da mesma maneira a cada 28 minutos, o que provavelmente é o tempo que a estrela demora a completar uma órbita em torno do buraco negro.
Os dados do Chandra também mostram evidências de grandes quantidades de oxigênio no sistema, uma característica das anãs brancas. Portanto, pode ser fortemente argumentado que a companheira estelar é uma anã branca, que orbita o buraco negro a apenas 2,5 vezes a distância que separa a Terra da Lua.
“Esta anã branca está tão perto do buraco negro que o material está a ser puxado para longe da estrela e a ser despejado num disco de matéria ao redor do buraco negro antes de cair para dentro,” comenta o principal autor do estudo, Arash Bahramian da Universidade de Alberta em Edmonton, Canadá, e da Universidade Estatal do Michigan em East Lansing, EUA.
De acordo com o estudo publicado na Notices of the Royal Astronomical Society, apesar de não parecer que a anã branca possa ser despedaçada pelo buraco negro, seu destino é incerto.
“Eventualmente, a matéria poderá ser puxada para longe da anã branca, que vai acabar diminuindo até ter apenas a massa de um planeta. Se continuar a perder massa, a anã branca pode desaparecer completamente”, afirma o coautor do estudo, Craig Heinke, da Universidade de Alberta.
Mas, como é que o buraco negro obteve uma companheira tão íntima? Os cientistas dizem que o buraco negro poderá ter esbarrado com uma gigante vermelha e, de seguida, o gás das regiões mais exteriores da estrela foi expelido do sistema binário.
O núcleo remanescente da gigante vermelha formou a anã branca, que se tornou a companheira do buraco negro. Depois, órbita do sistema binário foi encolhendo à medida que eram emitidas ondas gravitacionais, até que o buraco negro começou a “sugar” material da estrela anã.
“Vamos continuar a observar cuidadosamente este sistema binário no futuro, já que sabemos tão pouco sobre como é que um sistema tão extremo deve se comportar,” afirma o coautor do estudo, Vlad Tudor, da Universidade Curtin e do ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research) em Perth, Austrália.
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