Buraco negro em sistema triplo pode revolucionar a astronomia

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) detectaram pela primeira vez um buraco negro em um sistema triplo – e a descoberta sem precedentes está desafiando as teorias tradicionais sobre a formação desses intrigantes monstros cósmicos.

Vamos entender:

• Publicado nesta quarta-feira (23) na revista Naturezao artigo que descreve o estudo revela que o sistema contém um buraco negro central orbitado por duas estrelas;
• Um deles está próximo, com período orbital de pouco mais de seis dias terrestres;
• A outra, muito distante, leva cerca de 70 mil anos para ser contornada;
• Acredita-se normalmente que os buracos negros surgem após supernovas, que são explosões violentas que colapsam estrelas;
• Porém, se fosse esse o caso, a explosão deveria ter expulsado a estrela distante, mas ela permaneceu lá;
• A hipótese é que este buraco negro possa ter-se formado através de um processo mais calmo, conhecido como colapso direto, sem a ejeção violenta de objetos em órbita.

Este tipo de formação, sem explosão, permitiria que a estrela exterior permanecesse gravitacionalmente ligada ao sistema, mesmo a 3.500 unidades astronómicas (UA) de distância. Uma unidade astronômica equivale à distância da Terra ao Sol, portanto, a estrela distante está 3,5 mil vezes mais longe do buraco negro do que o nosso planeta está do Sol – algo que surpreendeu os cientistas.

Kevin Burdge, o pesquisador do MIT que liderou a equipe, disse em um declaração que a descoberta desafia a visão tradicional de como nascem os buracos negros. Segundo ele, esta configuração tripla é “emocionante” e pode ser o primeiro de muitos sistemas triplos à espera de serem descobertos.

Duas bolhas de luz chamaram a atenção dos pesquisadores

A descoberta foi feita enquanto os cientistas analisavam o V404 Cygni, um dos primeiros buracos negros confirmados. Localizada a cerca de oito mil anos-luz da Terra, já era conhecida pela ciência. Mas desta vez algo diferente se destacou.

Ao examinar imagens do Aladim LiteNum repositório de observações astronómicas gerido pelo Centro de Dados Astronómicos de Estrasburgo (CDS), em França, a equipa identificou duas bolhas de luz: uma próxima, representando o monstro cósmico e a sua estrela interior, e outra muito mais distante, que chamou a atenção.

A segunda bolha estava associada a uma estrela que não havia sido estudada em detalhes antes. Os cálculos indicaram que esta estrela era muito maior do que o esperado, levando os cientistas a questionar como ainda poderia estar ligada ao buraco negro. A grande distância foi outro fator que reforçou a hipótese de colapso direto, pois uma explosão de supernova já o teria expulsado há muito tempo.

Para confirmar que a estrela exterior estava ligada gravitacionalmente ao sistema, os investigadores usaram dados do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA), que monitoriza os movimentos das estrelas na Via Láctea. A análise de dez anos de observações mostrou que a estrela distante se movia em perfeita sincronização com a estrela interna e o buraco negro, confirmando a ligação entre os três.

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Colapso direto: quando uma estrela se transforma em um buraco negro sem explodir

Além de reavaliar o processo de formação dos buracos negros, esta descoberta também forneceu pistas sobre a idade do sistema. Segundo a pesquisa, a estrela exterior está na fase final da sua vida, fazendo a transição para uma gigante vermelha. Com base nesta fase da evolução, os cientistas calcularam que o sistema tem cerca de quatro mil milhões de anos.

O colapso direto, proposto como explicação para a formação deste buraco negro, é um processo em que a estrela morre e se transforma diretamente num buraco negro, sem a típica explosão de supernova. Esta hipótese foi testada através de milhares de simulações. Os resultados indicaram que apenas o colapso direto poderia explicar a manutenção da estrela externa no sistema.

Esta descoberta abre novos caminhos para o estudo dos buracos negros e da astrofísica. Se outros sistemas triplos como este forem encontrados, eles poderão oferecer informações valiosas sobre os processos de formação e evolução desses corpos. Isto poderia transformar a forma como os cientistas entendem a criação de buracos negros e os complexos sistemas estelares ao seu redor.

A possibilidade de os buracos negros se formarem sem explosões violentas levanta questões fundamentais sobre como estes corpos influenciam o espaço que os rodeia. Além disso, sistemas como este podem ajudar a esclarecer como objetos distantes e massivos interagem dentro das galáxias, oferecendo uma nova perspectiva sobre o Universo.