Há um novo buraco negro “no nosso quintal”

A descoberta do chamado buraco negro monstruoso, que tem cerca de 12 vezes a massa do Sol, é descrita em um novo artigo submetido ao The Astrophysical Journal, cujo autor principal é Sukanya Chakrabarti, professor de física da Universidade do Alabama. em Huntsville, EUA. .

“Está mais perto do Sol do que qualquer outro buraco negro conhecido, a uma distância de 1550 anos-luz”, diz adoro Chakrabarti, professor do Departamento de Física. “Então está praticamente no nosso ‘quintal’”.

Os buracos negros são vistos como exóticos porque, embora sua atração gravitacional seja claramente sentida por estrelas e outros objetos nas proximidades, nenhuma luz pode escapar de um buraco negro, então eles não podem ser vistos da mesma maneira que as estrelas visíveis.

“Em alguns casos, como nos buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, pode conduzir a formação e evolução galáctica“, explica Chakrabarti.

“Ainda não está claro como esses buracos negros não interativos afetam a dinâmica galáctica na Via Láctea. Se forem numerosos, podem muito bem afetar a formação de nossa galáxia e sua dinâmica interna”.

Para encontrar o buraco negro, Chakrabarti e uma equipe de cientistas analisaram dados de quase 200.000 estrelas binárias lançado durante o verão pela missão Gaia da ESA.

“Procuramos objetos que supostamente tinham grandes massas companheiras, mas cujo brilho poderia ser atribuído a uma única estrela visível”, diz ele. “Então temos um boa razão para pensar que o companheiro é escuro“.

Fontes interessantes foram acompanhadas com medições espectrográficas de vários telescópios, incluindo o Automated Planet Finder (APF) no estado americano da Califórnia, os Telescópios Magalhães no Chile e o Observatório WM Keck no Havaí.

“A atração do buraco negro na estrela visível semelhante ao Sol pode ser determinado a partir dessas medições espectroscópicasque nos dão uma velocidade de linha de visão devido ao efeito Doppler”, diz Chakrabarti.

O efeito Doppler é a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador, tal como o som de uma sirene de ambulância muda quando passa por nós.

“Ao analisar as velocidades na linha de visão da estrela visível – e esta estrela visível é semelhante ao nosso próprio Sol – podemos inferir quão massivo é o buraco negro companheiro, bem como o período de rotação e quão excêntrica é a órbita. ,” ele diz.

“Essas medições espectroscópicas confirmaram independentemente a solução Gaia, que também indicou que esse sistema binário consiste em uma estrela visível isso é orbitando um objeto muito massivo“.

O buraco negro deve ser inferido a partir da análise dos movimentos da estrela visível, porque não está interagindo com a estrela brilhante.

Buracos negros que não interagem normalmente não têm um anel de acreção de poeira e material que acompanha os buracos negros que estão interagindo com outro objeto.

A acreção torna o tipo de interação relativamente mais fácil de observar opticamente, e é por isso que muitos mais foram encontrados deste tipo.

“A maioria dos buracos negros em sistemas binários são binários de raios X – em outras palavras, eles são brilhantes em raios X devido a alguma interação com o buraco negro, geralmente devido ao buraco negro que devora a outra estrela“, diz Chakrabarti.

“À medida que o material da outra estrela cai neste poço gravitacional profundo, podemos ver os raios-X.”

Esses sistemas interativos tendem a estar em órbitas de curto período, acrescenta ele.

“Neste caso, estamos olhando para um buraco negro monstruoso, mas está em uma órbita de longo período de 185 dias, ou cerca de meio ano. Está muito longe da estrela visível emnão está fazendo nenhum avanço para você”.

As técnicas que os cientistas usaram também devem ser aplicáveis ​​à descoberta de outros sistemas não interativos.

“Esta é uma nova população sobre a qual estamos apenas começando a aprender que nos dirá mais sobre a formação de buracos negros, por isso tem sido muito emocionante trabalhar nisso”, diz ele. Peter Craigum doutorando no Rochester Institute of Technology que é supervisionado por Chakrabarti.

“Estimativas simples sugerem que em nossa galáxia há cerca de um milhão de estrelas visíveis que têm enormes buracos negros como companheiros“, destaca Chakrabarti.

“Mas existem cem bilhões de estrelas na via láctea, então é como procurar uma agulha no palheiro. A missão Gaia, com suas medições incrivelmente precisas, facilitou e restringiu nossa busca.”

Os cientistas estão tentando entender as maneiras pelas quais os buracos negros não interativos se formam.

“Há atualmentemuitas maneiras diferentes propostas pelos teóricosmas os buracos negros que não interagem em torno de estrelas luminosas são um tipo muito novo de população”, comenta Chakrabarti.

“Portanto, é provável que levemos algum tempo para entender sua demografia, como eles se formam e como essas formas são diferentes – ou são semelhantes – ao população mais conhecida de buracos negros na interação”.