Este par de fotos de luz visível e infravermelho próximo ao telescópio espacial Hubble mostra a estrela gigante N6946-BH1 antes e depois de sumir de vista ao implodir para formar um buraco negro. A imagem à esquerda mostra a estrela de massa solar de 25 como parecia em 2007. Em 2009, a estrela disparou em brilho para se tornar mais de 1 milhão de vezes mais luminosa do que o nosso sol por vários meses. Mas então pareceu desaparecer, como visto na imagem do painel direito de 2015. Uma pequena quantidade de luz infravermelha foi detectada de onde a estrela costumava estar. Esta radiação provavelmente vem de detritos caindo em um buraco negro. O buraco negro está localizado a 22 milhões de anos-luz de distância, na galáxia espiral NGC 6946. Crédito:NASA, ESA, e C. Kochanek (OSU)
Os astrônomos observaram como um enorme, estrela moribunda provavelmente renasceu como um buraco negro. Foi necessária a potência combinada do Grande Telescópio Binocular (LBT), e os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para ir em busca de vestígios da estrela vencida, apenas para descobrir que ele desapareceu de vista.
Saiu com um gemido em vez de um estrondo.
A estrela, que tinha 25 vezes a massa do nosso sol, deveria ter explodido em uma supernova muito brilhante. Em vez de, ele fracassou - e então deixou para trás um buraco negro.
"Falhas maciças" como esta em uma galáxia próxima poderia explicar por que os astrônomos raramente veem supernovas das estrelas mais massivas, disse Christopher Kochanek, professor de astronomia da The Ohio State University e do Ohio Eminent Scholar in Observational Cosmology.
Até 30 por cento dessas estrelas, parece, pode desmoronar silenciosamente em buracos negros - nenhuma supernova é necessária.
"A visão típica é que uma estrela pode formar um buraco negro apenas depois de se transformar em supernova, "Kochanek explicou." Se uma estrela pode ficar aquém de uma supernova e ainda assim fazer um buraco negro, isso ajudaria a explicar por que não vemos supernovas das estrelas mais massivas. "
Ele lidera uma equipe de astrônomos que publicou seus últimos resultados no Avisos mensais da Royal Astronomical Society .
Entre as galáxias que eles observaram está a NGC 6946, uma galáxia espiral a 22 milhões de anos-luz de distância que é apelidada de "Galáxia de fogos de artifício" porque as supernovas freqüentemente acontecem lá - de fato, SN 2017eaw, descoberto em 14 de maio, está brilhando perto do brilho máximo agora. A partir de 2009, uma estrela em particular, denominado N6946-BH1, começou a brilhar fracamente. Por 2015, parecia ter desaparecido da existência.
Depois que a pesquisa LBT para supernovas fracassadas revelou a estrela, astrônomos apontaram os telescópios espaciais Hubble e Spitzer para ver se ele ainda estava lá, mas apenas escurecido. Eles também usaram o Spitzer para pesquisar qualquer radiação infravermelha que emanasse do local. Isso seria um sinal de que a estrela ainda estava presente, mas talvez apenas escondido atrás de uma nuvem de poeira.
Todos os testes deram negativos. A estrela não estava mais lá. Por um processo cuidadoso de eliminação, os pesquisadores finalmente concluíram que a estrela deve ter se tornado um buraco negro.
É muito cedo no projeto para saber com certeza quantas vezes as estrelas experimentam falhas massivas, mas Scott Adams, um ex-aluno do estado de Ohio que recentemente obteve seu doutorado fazendo este trabalho, foi capaz de fazer uma estimativa preliminar.
"N6946-BH1 é a única supernova provavelmente com falha que encontramos nos primeiros sete anos de nossa pesquisa. Durante este período, seis supernovas normais ocorreram dentro das galáxias que monitoramos, sugerindo que 10 a 30 por cento das estrelas massivas morrem como supernovas fracassadas, " ele disse.
“Esta é apenas a fração que explicaria o próprio problema que nos motivou a iniciar a pesquisa, isso é, que há menos supernovas observadas do que deveria estar ocorrendo se todas as estrelas massivas morressem dessa maneira. "
A estrela condenada, denominado N6946-BH1, tinha 25 vezes a massa do nosso sol. Começou a clarear fracamente em 2009. Mas, Por 2015, parecia ter desaparecido da existência. Por um processo cuidadoso de eliminação, com base em observações, os pesquisadores concluíram que a estrela deve ter se tornado um buraco negro. Este pode ser o destino de estrelas extremamente massivas no universo. Crédito:NASA, ESA, e P. Jeffries (STScI)
Para estudar o co-autor Krzysztof Stanek, a parte realmente interessante da descoberta são as implicações que ela tem para as origens de buracos negros muito massivos - o tipo que o experimento LIGO detectou por meio de ondas gravitacionais. (LIGO é o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser.)
Não necessariamente faz sentido, disse Stanek, professor de astronomia no estado de Ohio, que uma estrela massiva poderia passar por uma supernova - um processo que envolve a explosão de muitas de suas camadas externas - e ainda ter massa suficiente para formar um buraco negro massivo na escala daqueles que o LIGO detectou.
"Eu suspeito que seja muito mais fácil fazer um buraco negro muito grande se não houver uma supernova, "concluiu.
