Buraco negro recentemente descoberto faz parte de um aglomerado de estrelas perturbado próximo, segundo estudo

Diagrama de cor-magnitude (CMD) corrigido pela extinção do Gaia DR3 mostrando a localização do companheiro Gaia BH3 (cruz vermelha) e dos membros ED-2 (B23) como círculos azuis e vazios. Crédito:arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.11604

Astrônomos europeus investigaram um buraco negro recentemente detectado, denominado Gaia BH3. Nos seus resultados, descobriram que o buraco negro está associado a um aglomerado estelar perturbado próximo, conhecido como ED-2. A descoberta é relatada em um artigo publicado em 17 de abril no servidor de pré-impressão arXiv .

A uma distância de cerca de 1.900 anos-luz, Gaia BH3 é um buraco negro descoberto em abril de 2024 num amplo sistema binário dentro do halo galáctico. Tem uma massa de cerca de 33 massas solares, o que o torna o buraco negro de origem estelar mais massivo conhecido na nossa galáxia. A companheira visível do buraco negro é uma estrela gigante antiga e muito pobre em metais, cerca de cinco vezes maior que o Sol, com uma massa de aproximadamente 0,76 massas solares. O sistema tem um período de 11,6 anos.

ED-2 é um antigo aglomerado estelar perturbado, que agora é um fluxo estelar de halo galáctico. É uma corrente dinamicamente fria que atravessa a vizinhança solar. A metalicidade média das estrelas ED-2 é estimada em -2,60.

Uma equipe de astrônomos liderada por Eduardo Balbinot, da Universidade de Groningen, na Holanda, investigou a abundância química de estrelas membros do ED-2 e as características orbitais do binário Gaia BH3. Os resultados obtidos indicam que Gaia BH3 pertence ao fluxo estelar ED-2.

“Descobrimos que a órbita galáctica do sistema Gaia BH3 e a sua metalicidade são inteiramente consistentes com o facto de fazer parte da corrente ED-2”, escreveram os investigadores no artigo.

O estudo descobriu que a órbita do buraco negro Gaia BH3 em torno da galáxia é indistinguível da das estrelas membros do ED-2. Descobriu-se também que apenas 17% dos membros do ED-2 estão mais próximos do centro galáctico do que o Gaia BH3.

A metalicidade média da estrela gigante em Gaia BH3 foi encontrada em -2,56, o que está próximo da metalicidade média das estrelas em ED-2. Além disso, as abundâncias de elementos químicos, como as proporções de magnésio, európio e bário-ferro dos membros ED-2, são consistentes com as do companheiro do buraco negro.

Portanto, de acordo com os autores do artigo, estas descobertas confirmam que Gaia BH3 está inequivocamente associada ao fluxo ED-2.

Os dados recolhidos também permitiram aos astrónomos lançar mais luz sobre a formação de Gaia BH3 e ED-2. Os resultados sugerem que o progenitor de Gaia BH3 se formou há mais de 13 mil milhões de anos e que o sistema parental de ED-2 era um pequeno aglomerado com uma massa inferior a 42.000 massas solares.

“Isto implica que o buraco negro pode ter-se formado diretamente a partir do colapso de uma estrela massiva e muito pobre em metais, mas que o cenário alternativo de interações binárias dentro do ambiente do aglomerado também merece ser explorado”, concluíram os investigadores.

Mais informações: E. Balbinot et al, O buraco negro de 33 M⊙ Gaia BH3 faz parte do aglomerado estelar perturbado ED-2, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.11604
Informações do diário: arXiv

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