Impressão artística do sistema Cygnus X-1. Um buraco negro de massa estelar orbita com uma estrela companheira localizada 7, 200 anos-luz da Terra. Crédito:International Center for Radio Astronomy Research.
Novas observações do primeiro buraco negro já detectado levaram os astrônomos a questionar o que sabem sobre os objetos mais misteriosos do Universo.
Publicado hoje no jornal Ciência , a pesquisa mostra que o sistema conhecido como Cygnus X-1 contém o buraco negro de massa estelar mais massivo já detectado sem o uso de ondas gravitacionais.
Cygnus X-1 é um dos buracos negros mais próximos da Terra. Ele foi descoberto em 1964, quando um par de contadores Geiger foram carregados a bordo de um foguete suborbital lançado do Novo México.
O objeto foi o foco de uma famosa aposta científica entre os físicos Stephen Hawking e Kip Thorne, com Hawking apostando em 1974 que não era um buraco negro. Hawking cedeu a aposta em 1990.
Neste último trabalho, uma equipe internacional de astrônomos usou o Very Long Baseline Array - um radiotelescópio do tamanho de um continente feito de 10 antenas espalhadas pelos Estados Unidos - junto com uma técnica inteligente para medir distâncias no espaço.
"Se pudermos ver o mesmo objeto em locais diferentes, podemos calcular sua distância de nós medindo o quão longe o objeto parece se mover em relação ao fundo, "disse o pesquisador principal, Professor James Miller-Jones da Curtin University e do International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR).
"Se você colocar o dedo na frente dos olhos e vê-lo com um olho de cada vez, você notará que seu dedo parece pular de um ponto a outro. É exatamente o mesmo princípio. "
"Ao longo de seis dias, observamos uma órbita completa do buraco negro e usamos observações feitas do mesmo sistema com o mesmo conjunto de telescópios em 2011, "Professor Miller-Jones disse." Este método e nossas novas medições mostram que o sistema está mais longe do que se pensava anteriormente, com um buraco negro que é significativamente mais massivo. "
O co-autor, Professor Ilya Mandel, da Monash University e do ARC Center of Excellence em Gravitational Wave Discovery (OzGrav), disse que o buraco negro é tão grande que é realmente um desafio para a forma como os astrônomos pensavam que eles se formaram.
"As estrelas perdem massa para o ambiente circundante por meio de ventos estelares que sopram de sua superfície. Mas, para fazer um buraco negro tão pesado, precisamos diminuir a quantidade de massa que estrelas brilhantes perdem durante suas vidas ", disse ele.
"O buraco negro no sistema Cygnus X-1 começou a vida como uma estrela com aproximadamente 60 vezes a massa do Sol e entrou em colapso há dezenas de milhares de anos, "disse ele." Incrivelmente, está orbitando sua estrela companheira - uma supergigante - a cada cinco dias e meio a apenas um quinto da distância entre a Terra e o Sol.
"Essas novas observações nos dizem que o buraco negro tem mais de 20 vezes a massa do nosso Sol - um aumento de 50 por cento nas estimativas anteriores."
Os astrônomos observaram o sistema Cygnus X-1 de diferentes ângulos usando a órbita da Terra ao redor do Sol para medir o movimento percebido do sistema contra as estrelas de fundo. Isso permitiu que eles refinassem a distância até o sistema e, portanto, a massa do buraco negro. Crédito:International Center for Radio Astronomy Research.
Xueshan Zhao é co-autor do artigo e é Ph.D. candidato a estudar nos Observatórios Astronômicos Nacionais - parte da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) em Pequim.
"Usando as medições atualizadas para a massa do buraco negro e sua distância da Terra, Pude confirmar que Cygnus X-1 está girando incrivelmente rápido - muito perto da velocidade da luz e mais rápido do que qualquer outro buraco negro encontrado até hoje, " ela disse.
"Estou no início da minha carreira de pesquisador, portanto, fazer parte de uma equipe internacional e ajudar a refinar as propriedades do primeiro buraco negro já descoberto tem sido uma grande oportunidade. "
Próximo ano, o maior radiotelescópio do mundo - o Square Kilometer Array (SKA) - começará a ser construído na Austrália e na África do Sul.
"Estudar buracos negros é como lançar uma luz sobre o segredo mais bem guardado do Universo - é uma área de pesquisa desafiadora, mas empolgante, "Professor Miller-Jones disse.
"À medida que a próxima geração de telescópios fica online, sua sensibilidade aprimorada revela o Universo com cada vez mais detalhes, aproveitando décadas de esforço investido por cientistas e equipes de pesquisa em todo o mundo para entender melhor o cosmos e os objetos exóticos e extremos que existem.
"É um ótimo momento para ser astrônomo."
