Astrónomos descobrem buraco negro estelar gigante que desafia os modelos atuais

Uma equipa internacional de investigadores, liderada pelo Professor LIU Jifeng, do Observatório Astronómico Nacional da China da Academia Chinesa de Ciências (NAOC), descobriu um buraco negro estelar com massa 70 vezes superior à do Sol. Este monstruoso objeto, que recebeu o nome de LB-1, localiza-se a 15 mil anos-luz da Terra.

Estima-se que na Via Láctea existam 100 milhões de buracos negros estelares – corpos cósmicos formados pelo colapso de estrelas massivas, tão densos que nem a luz pode deles escapar. Até ao momento, os cientistas haviam estimado que a massa de um buraco negro estelar individual da nossa galáxia não seria superior a 20 vezes a do Sol. Mas a descoberta deste objeto vem derrubar essa estimativa.

A descoberta foi uma grande surpresa. “De acordo com a maioria dos modelos de evolução estelar, nem deveriam existir na nossa galáxia buracos negros com esta massa,” referiu o Professor LIU. “Pensávamos que as estrelas de grande massa com a composição química típica da nossa galáxia perdiam a maior parte do gás em fortes ventos estelares, à medida que se aproximava o final das suas vidas. Assim sendo, não deviam deixar um remanescente tão massivo. LB-1 é duas vezes mais massivo do que julgávamos possível. Agora, os teóricos terão que aceitar o desafio de explicar a sua formação.”

Até há poucos anos, os buracos negros estelares só podiam ser descobertos se estivessem a devorar o gás de uma estrela companheira. Tal processo cria poderosas emissões de raios-X, detetáveis na Terra, que revelam a presença do objeto em colapso. A grande maioria dos buracos negros estelares da nossa galáxia não está envolvida em banquetes cósmicos deste tipo, pelo que não emitem raios-X reveladores. Como consequência, na Via Láctea apenas foram bem identificados e medidos cerca de duas dúzias de buracos negros estelares.

Para combater esta limitação, o Prof. LIU e a sua equipa estudaram o céu com o Telescópio LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) da China, à procura de estrelas que orbitam um objeto invisível, atraídas pela sua gravidade.

Esta técnica de observação foi proposta pelo cientista inglês John Michell em 1783, mas só se tornou viável com os recentes melhoramentos tecnológicos nos telescópios e detetores. Ainda assim, tal pesquisa é como procurar uma agulha no palheiro: apenas uma estrela em mil pode estar a orbitar um buraco negro.

Após a descoberta inicial, os maiores telescópios ópticos do mundo – o Gran Telescopio Canarias de 10,4 m, na Espanha, e o telescópio Keck I de 10 m, nos Estados Unidos – foram usados para determinar os parâmetros físicos do sistema. Os resultados foram fantásticos: há uma estrela 8 vezes mais pesada que o Sol a orbitar um buraco negro de 70 massas solares a cada 79 dias.

A descoberta de LB-1 vai ao encontro de um outro avanço em astrofísica. Recentemente, o Observatório de Ondas Gravitacionais LIGO e os detetores Virgo começaram a captar ondas no espaço-tempo provocadas por colisões de buracos negros em galáxias distantes. Curiosamente, os buracos negros envolvidos em tais colisões são também muito maiores em relação ao que antes se considerava típico.

A observação direta de LB-1 prova que existe mesmo uma população de buracos negros estelares excessivamente grandes na nossa galáxia. “Esta descoberta obriga-nos a examinar novamente os modelos de formação de buracos negros de massa estelar,” disse o Professor David Reitze, da Universidade da Flórida, EUA, diretor do LIGO.

“Este resultado notável, juntamente com as deteções de colisões de buracos negros LIGO-Virgo dos últimos quatro anos, aponta para um renascimento no conhecimento da astrofísica dos buracos negros,” assinalou Reitze.

A descoberta foi publicada na última edição da Nature.

Fonte da notícia: NAOC