A impressão deste artista mostra como seria o sistema binário VFTS 243 se o observássemos de perto. O sistema, localizado na Nebulosa da Tarântula na Grande Nuvem de Magalhães, é composto por uma estrela quente e azul com 25 vezes a massa do Sol e um buraco negro, que tem pelo menos nove vezes a massa do Sol. Os tamanhos dos dois componentes binários não estão em escala:na realidade, a estrela azul é cerca de 200.000 vezes maior que o buraco negro. Observe que o efeito de 'lente' ao redor do buraco negro é mostrado apenas para fins de ilustração, para tornar esse objeto escuro mais perceptível na imagem. A inclinação do sistema significa que, ao olhá-lo da Terra, não podemos observar o buraco negro eclipsando a estrela. Crédito:Crédito:ESO/L. Calçada
Uma equipe de especialistas internacionais que são conhecidos por desmascarar as descobertas de buracos negros encontrou um buraco negro de massa estelar adormecido na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha à Via Láctea. A equipe inclui Kareem El-Badry - apelidado por colegas astrônomos como o "destruidor de buracos negros" - do Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian (CfA).
“Pela primeira vez, nossa equipe se reuniu para relatar uma descoberta de buraco negro, em vez de rejeitar uma”, diz o líder do estudo Tomer Shenar, bolsista Marie-Curie da Universidade de Amsterdã, na Holanda.
A equipe descobriu que a estrela que deu origem ao buraco negro desapareceu sem nenhum sinal de uma explosão poderosa.
"Identificamos uma agulha no palheiro", diz Shenar. Embora outros candidatos semelhantes a buracos negros tenham sido propostos, a equipe afirma que este é o primeiro buraco negro de massa estelar "adormecido" a ser detectado inequivocamente fora da Via Láctea. O trabalho foi publicado hoje na revista
Nature Astronomy. Buracos negros de massa estelar se formam quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e colapsam sob sua própria gravidade. Em um binário, um sistema de duas estrelas girando em torno uma da outra, esse processo deixa para trás um buraco negro em órbita com uma estrela companheira luminosa. O buraco negro está "adormecido" se não emitir altos níveis de radiação de raios-X, que é como esses buracos negros são normalmente detectados.
A descoberta foi feita graças a seis anos de observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO).
“É incrível que quase não saibamos de buracos negros adormecidos, dado o quão comuns os astrônomos acreditam que sejam”, explica o coautor Pablo Marchant de KU Leuven. O buraco negro recém-descoberto tem pelo menos nove vezes a massa do Sol e orbita uma estrela azul e quente que pesa 25 vezes a massa do Sol.
Os buracos negros adormecidos são particularmente difíceis de detectar, pois não interagem muito com o ambiente.
“Há mais de dois anos, procuramos esses sistemas binários de buracos negros”, diz a coautora Julia Bodensteiner, pesquisadora do ESO na Alemanha. "Fiquei muito animado quando ouvi falar do VFTS 243, que na minha opinião é o candidato mais convincente relatado até hoje."
Brilhando intensamente a cerca de 160.000 anos-luz de distância, a Nebulosa da Tarântula é a característica mais espetacular da Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. Esta imagem do VLT Survey Telescope no Observatório do Paranal do ESO no Chile mostra a região e seus ricos arredores em grande detalhe. Ele revela uma paisagem cósmica de aglomerados de estrelas, nuvens de gás brilhantes e os restos dispersos de explosões de supernovas. Crédito:Crédito:ESO
Para encontrar o VFTS 243, a colaboração pesquisou cerca de 1.000 estrelas massivas na região da Nebulosa da Tarântula da Grande Nuvem de Magalhães, procurando aquelas que poderiam ter buracos negros como companheiros. Identificar esses companheiros como buracos negros é extremamente difícil, pois existem tantas possibilidades alternativas.
“Como pesquisador que desmascarou potenciais buracos negros nos últimos anos, eu estava extremamente cético em relação a essa descoberta”, diz Shenar.
O ceticismo foi compartilhado pelo coautor do CfA, El-Badry, a quem Shenar chama de "destruidor de buracos negros". Uma recente
Harvard Magazine A história também chama El-Badry de "desmascarador de buracos negros".
"Quando Tomer me pediu para verificar novamente suas descobertas, tive minhas dúvidas. Mas não consegui encontrar uma explicação plausível para os dados que não envolviam um buraco negro", explica El-Badry.
A descoberta também permite à equipe uma visão única dos processos que acompanham a formação dos buracos negros. Os astrônomos acreditam que um buraco negro de massa estelar se forma quando o núcleo de uma estrela massiva moribunda colapsa, mas permanece incerto se isso é acompanhado ou não por uma poderosa explosão de supernova.
"A estrela que formou o buraco negro em VFTS 243 parece ter colapsado completamente, sem nenhum sinal de uma explosão anterior", explica Shenar. "Evidências para este cenário de 'colapso direto' têm surgido recentemente, mas nosso estudo provavelmente fornece uma das indicações mais diretas. Isso tem enormes implicações para a origem das fusões de buracos negros no cosmos."
O buraco negro no VFTS 243 foi encontrado usando seis anos de observações da Nebulosa da Tarântula pelo instrumento Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) no VLT do ESO. O FLAMES permite que os astrônomos observem mais de cem objetos ao mesmo tempo, uma economia significativa de tempo do telescópio em comparação com o estudo de cada objeto um por um.
Apesar do apelido de "polícia dos buracos negros", a equipe incentiva ativamente o escrutínio e espera que seu trabalho permita a descoberta de outros buracos negros de massa estelar orbitando estrelas massivas, milhares dos quais estão previstos na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães. .
"É claro que espero que outros na área analisem cuidadosamente nossa análise e tentem criar modelos alternativos", diz El-Badry. "É um projeto muito emocionante para se envolver."
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