Há um novo buraco preto “no nosso quintal”

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ESA/Hubble, DSS, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

Sensação de artista de um buraco preto à deriva pela nossa Galáxia, a Via Láctea.

A invenção de um chamado buraco preto teratológico, que tem muro de 12 vezes a volume do Sol, está descrita num novo cláusula submetido à revista The Astrophysical Journal, cuja autora principal é Sukanya Chakrabarti, professora de física na Universidade do Alabama em Huntsville, EUA.

“Está mais perto do Sol do que qualquer outro buraco preto espargido, a uma intervalo de 1550 anos-luz”, diz Sukanya Chakrabarti, catedrática do Departamento de Física. “Portanto, está praticamente no nosso ‘quintal’”.

Os buracos negros são vistos uma vez que exóticos porque, embora a sua força gravitacional seja claramente sentida por estrelas e por outros objetos na vizinhança, nenhuma luz pode evadir a um buraco preto, pelo que não podem ser vistos da mesma forma que as estrelas visíveis.

“Em alguns casos, uma vez que para o dos buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, podem impulsionar a formação e evolução galáctica“, explica Chakrabarti.

“Ainda não é simples uma vez que estes buracos negros não-interativos afetam a dinâmica galáctica na Via Láctea. Se forem numerosos, podem muito muito afetar a formação da nossa Galáxia e a sua dinâmica interna”.

Para encontrar o buraco preto, Chakrabarti e uma equipa de cientistas analisaram dados de quase 200.000 estrelas binárias divulgados durante o verão pela missão Gaia da ESA.

“Procurámos objetos que alegadamente tinham grandes massas companheiras, mas do qual cintilação podia ser atribuído a uma única estrela visível”, diz. “Por isso, temos uma boa razão para pensar que a companheira é escura“.

Fontes interessantes foram acompanhadas com medições espectrográficas de vários telescópios, incluindo o APF (Automated Planet Finder) no estado norte-americano da Califórnia, os Telescópios Magalhães no Chile e o Observatório W. M. Keck no Hawaii.

“A atração do buraco preto sobre a estrela visível parecida com o Sol pode ser determinada a partir destas medições espectroscópicas, que nos dão uma velocidade de risca de visão devido ao efeito Doppler”, diz Chakrabarti.

SDSS/S. Chakrabarti et al.

A estrela parecida com o Sol, que tem uma vez que companheiro um buraco preto, está no meio desta imagem.

O efeito Doppler é a mudança de frequência de uma vaga em relação a um observador, tal uma vez que a forma uma vez que o som da sirene de uma ambulância muda à medida que passa por nós.

“Ao investigar as velocidades da risca de visão da estrela visível – e esta estrela visível é semelhante ao nosso próprio Sol – podemos inferir quão massivo é o buraco preto companheiro, muito uma vez que o período de rotação e quão excêntrica é a trajectória”, diz.

“Estas medições espectroscópicas confirmaram independentemente a solução Gaia que também indicou que oriente sistema binário é constituído por uma estrela visível que está em trajectória de um objeto muito massivo“.

O buraco preto tem de ser inferido a partir da estudo dos movimentos da estrela visível, porque não está a interagir com a estrela luminosa.

Os buracos negros não-interativos não têm tipicamente um argola de acreção de poeira e material que acompanha os buracos negros que estão a interagir com outro objeto.

A acreção torna o tipo de interação relativamente mais fácil de observar opticamente, razão pela qual foram encontrados muitos mais deste tipo.

“A maioria dos buracos negros em sistemas binários são binários de raios-X – por outras palavras, são brilhantes em raios-X devido a alguma interação com o buraco preto, muitas vezes devido ao buraco preto que devora a outra estrela“, diz  Chakrabarti.

“À medida que o material da outra estrela cai neste profundo poço gravitacional, podemos ver raios-X”.

Estes sistemas em interação tendem a estar em órbitas de pequeno período, acrescenta.

“Neste caso estamos a olhar para um buraco preto teratológico, mas está numa trajectória de longo período de 185 dias, ou muro de meio ano. Está bastante longe da estrela visível e não está a fazer quaisquer avanços na sua direção”.

As técnicas que os cientistas utilizaram também devem ser aplicáveis à invenção de outros sistemas não interativos.

“Esta é uma novidade população sobre a qual estamos exclusivamente a inaugurar a aprender e que nos dirá mais sobre a formação dos buracos negros, de modo que tem sido muito excitante trabalhar nisto”, diz Peter Craig, candidato a doutoramento no Instituto de Tecnologia de Rochester que é orientado por Chakrabarti.

“Estimativas simples sugerem que, na nossa Galáxia, existem muro de um milhão de estrelas visíveis que têm buracos negros enormes uma vez que companheiros“, realça  Chakrabarti.

“Mas há século milénio milhões de estrelas na Via Láctea, por isso é uma vez que procurar uma agulha num palheiro. A missão Gaia, com as suas medições incrivelmente precisas, facilitou e restringiu a nossa procura”.

Os cientistas estão a tentar compreender as vias de formação dos buracos negros não-interativos.

“Existem atualmente várias maneiras diferentes propostas pelos teóricos, mas os buracos negros não-interativos em torno de estrelas luminosas são um tipo de população muito novo,” comenta Chakrabarti.

“Por isso, é provável que demoremos qualquer tempo a compreender a sua demografia, uma vez que se formam e uma vez que estas maneiras são diferentes – ou se são semelhantes – da população mais conhecida de buracos negros em interação”.

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