Astrônomos examinaram um aglomerado estelar que aparentemente é o núcleo remanescente de uma galáxia que foi engolida pela Via Láctea de 8 a 10 bilhões de anos atrás. E o que se esconde no centro desse grupo de estrelas os deixou empolgados.
Nesta quarta (10), eles disseram que o movimento incomum de sete estrelas nesse aglomerado fornece evidências convincentes da presença em seu centro de um buraco negro de tamanho médio —maiores do que a classe de buracos negros comuns formados no colapso de uma única estrela, porém menores do que os gigantes que residem no núcleo da maioria das galáxias.
O aglomerado, chamado Omega Centauri, contém cerca de 10 milhões de estrelas. O buraco negro dentro dele tem pelo menos 8.200 vezes mais massa do que o nosso Sol, segundo os pesquisadores.
O buraco negro chamado Sagitário A* no centro da Via Láctea possui 4 milhões de vezes a massa do Sol. E isso é insignificante em comparação com buracos negros de outras galáxias cuja massa supera em bilhões de vezes a do Sol.
"Houve um longo debate se buracos negros de massa intermediária existem em geral, e especificamente em Omega Centauri, e nosso trabalho pode ajudar a resolver essa discussão", afirmou o astrônomo Maximilian Häberle, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, autor principal do estudo publicado na revista Nature.
O buraco negro em questão está localizado a cerca de 17.700 anos-luz da Terra —um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de km. O Sagitário A*, por exemplo, fica a aproximadamente 26.700 anos-luz da Terra.
Buracos negros são objetos extraordinariamente densos com uma gravidade tão forte que nem mesmo a luz pode escapar, tornando difícil identificá-los. Esse acabou sendo detectado com base em como sua atração gravitacional influencia a velocidade de sete estrelas de movimento rápido em sua vizinhança, documentado em duas décadas de observações do Telescópio Espacial Hubble.
Os pesquisadores disseram acreditar que a galáxia menor, que talvez fosse 10% do tamanho da Via Láctea, abrigava um buraco negro que, se deixado intocado, teria se tornado supermassivo ao se alimentar de gás e de outros materiais próximos atraídos por sua força gravitacional. Mas a fusão galáctica, que ocorreu quando a Via Láctea tinha cerca de um quarto ou um terço de sua idade atual, deixou o buraco negro congelado no tempo.
"Nesse processo de fusão, a galáxia perdeu todo o seu gás, e assim o crescimento de seu buraco negro central foi interrompido, deixando-o em um estado de massa intermediária", explicou a astrônoma Nadine Neumayer, do Instituto Max Planck de Astronomia e coautora do estudo.
A fusão retirou a maior parte das estrelas da galáxia menor, deixando apenas o grupo central —agora o aglomerado Omega Centauri.
"Sempre houve essa suspeita da existência de buracos negros de massa intermediária nos centros de galáxias de baixa massa ou também no centro de certos aglomerados estelares. Mas é muito desafiador detectá-los. Devido à sua menor massa em relação aos buracos negros supermassivos, sua região de influência é pequena", disse Häberle.
Outros candidatos a buracos negros de tamanho médio foram identificados em pesquisas anteriores.
Buracos negros que têm a massa de uma única estrela se formam quando grandes estrelas explodem no final de seu ciclo de vida e o núcleo entra em colapso sobre si mesmo.
"O cenário mais provável para a formação do buraco negro de massa intermediária no centro de Omega Centauri é a colisão e fusão de estrelas muito massivas muito cedo durante a formação do aglomerado estelar. Essas estrelas se aproximam muito umas das outras, colidem e formam estrelas ainda mais massivas que evoluem para buracos negros rapidamente. O buraco negro de massa intermediária pode crescer através da fusão de vários desses buracos negros," afirmou Neumayer.
Esses buracos negros de tamanho médio podem ser a chave para entender a formação dos supermassivos.
"Buracos negros de massa intermediária são provavelmente muito comuns, especialmente na evolução inicial do Universo," disse Neumayer. "Acredita-se que sejam as sementes para buracos negros supermassivos."
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