Uma equipa internacional de investigadores, conhecidos por refutarem várias supostas descobertas de buracos negros, descobriram um buraco negro de massa estelar na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da nossa. “Pela primeira vez, a nossa equipa juntou-se para relatar a descoberta de um buraco negro, em vez de ser para refutar um,” disse o líder do estudo Tomer Shenar. Além disso, a equipa descobriu também que a estrela que deu origem a este buraco negro desapareceu sem deixar traços de uma explosão poderosa. A descoberta foi feita graças a seis anos de observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO).

Conseguimos identificar uma ‘agulha num palheiro’”, disse Shenar que começou o estudo na KU Leuven na Bélgica e é agora bolseiro Marie-Curie na Universidade de Amesterdão, Países Baixos. Apesar de terem sido propostos outros candidatos a buracos negros similares, a equipa afirma que este é o primeiro buraco negro estelar “inativo” a ser detectado fora da nossa Galáxia sem qualquer ambiguidade.

Os buracos negros de massa estelar formam-se quando estrelas massivas chegam ao fim das suas vidas e colapsam sob a sua própria gravidade. Num binário, um sistema de duas estrelas que rodam em torno uma da outra, este processo dá origem a um buraco negro em órbita com uma estrela companheira luminosa. Diz-se que um buraco negro está inativo se não emite altos níveis de raios X, sendo esta precisamente a maneira como tais buracos negros são tipicamente detectados. “É impressionante não conhecermos quase nenhuns buracos negros inativos, dado o quão vulgares os astrónomos acreditam que sejam,” explica o co-autor do estudo Pablo Marchant da KU Leuven. O buraco negro agora descoberto tem, pelo menos, nove vezes a massa do nosso Sol e orbita uma estrela azul quente com 25 vezes a massa solar.

Os buracos negros inativos são particularmente difíceis de detectar uma vez que não interagem muito com o meio que os rodeia. “Já há mais de dois anos que andamos à procura destes sistemas binários com buracos negros,” diz a co-autora do trabalho Julia Bodensteiner, bolseira do ESO na Alemanha. “Fiquei muito entusiasmada quando soube de VFTS 243, que é, na minha opinião, o candidato mais convincente encontrado até à data.

Para encontrar VFTS 243, a equipa observou quase 1000 estrelas massivas na região da Nebulosa da Tarântula, situada na Grande Nuvem de Magalhães, procurando aquelas que podiam ter buracos negros como companheiros. Identificar estes companheiros como sendo buracos negros é extremamente difícil, já que existem muitas outras alternativas.

Como investigador que tem refutado potenciais buracos negros nos últimos anos, confesso que me senti extremamente cético relativamente a esta descoberta,” disse Shenar. Este ceticismo era partilhado pelo co-autor Kareem El-Badry do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian nos EUA, a quem Shenar chama o “destruidor de buracos negros”. “Quando Tomer me pediu para verificar estes resultados, eu estava com bastantes dúvidas. No entanto, não consegui encontrar nenhuma explicação plausível para os dados sem envolver um buraco negro,” explica El-Badry.

A descoberta também deu à equipa uma visão única dos processos que acompanham a formação dos buracos negros. Os astrónomos acreditam que um buraco negro de massa estelar se forma quando o núcleo de uma estrela massiva moribunda colapsa, mas não sabem bem se este evento se faz acompanhar de uma violenta explosão de supernova.

A estrela que deu origem ao buraco negro observado em VFTS 243 parece ter colapsado completamente sem sinal algum de uma explosão anterior,” explica Shenar. “Evidências deste cenário de “colapso direto” têm vindo a aparecer recentemente, mas agora o nosso estudo mostra uma das indicações mais diretas deste fenómeno. Isto tem implicações enormes para a origem da fusão de buracos negros no cosmos.

O buraco negro em VFTS 243 foi encontrado com o auxílio de seis anos de observações da Nebulosa da Tarântula obtidas com o instrumento FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) montado no VLT do ESO.

Apesar da alcunha “polícia de buracos negros”, a equipa encoraja o escrutínio ativo deste resultado e espera que o seu trabalho, publicado hoje na revista Nature Astronomy, permita a descoberta de outros buracos negros de massa estelar em órbita de estrelas massivas, milhares dos quais se prevêem que existam na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães.

Claro que estou à espera que outros investigadores desta área verifiquem a nossa análise cuidadosamente e tentem encontrar modelos alternativos,” conclui El-Badry. “Este é um projeto muito interessante para se estar envolvido.

 

 

Observatório Europeu do Sul