Cientistas descobrem buraco negro que não deveria existir

Estima-se que existam mais de 100 milhões de buracos negros espalhados pela Via Láctea. Astrônomos localizaram o primeiro deles no início da década de 1970 – só que, até hoje, essa checklist não avançou muito: conhecemos com detalhes apenas algumas dezenas de buracos negros de nossa galáxia.

Saber onde encontrar esses grandes ralos do Universo é apenas o primeiro passo para entendê-los. Como você, leitor da SUPER, viu na edição de junho (e assistiu neste mini-documentário), a mística em torno de buracos negros existe exatamente porque eles ainda reúnem uma série de perguntas sem resposta. Décadas de pesquisa, no entanto, fizeram os cientistas chegarem a alguns consensos. Um deles, por exemplo, envolve o tamanho que buracos negros podem assumir.

Existem quatro tipos: supermassivos (os maiores e mais pesados, com massa bilhões de vezes maior que a do Sol), os de porte médio (com massa de 100 a 10 mil sóis), os buracos negros estelares (5 a 20 sóis) e os micro-buracos (menos de 5 sóis).

Não se sabe bem como se formam os buracos negros supermassivos. O buraco de que estamos falando aqui, de qualquer forma, é de outro tipo: o estelar. Como o nome adianta, eles são formados após estrelas colapsarem e explodirem (os supermassivos e e os de porte médio podem ser a união de vários buracos negros estelares, ou terem se formado a partir de concentrações de matéria que só existiam no Universo de bilhões de anos atrás, bem mais denso que o de hoje – mas essa é outra história).

Via de regra, os estelares só poderiam ter uma massa de até 20 vezes a do Sol. Esse limite existe por causa do processo de morte de uma estrela. Quando um astro bate as botas, ele perde a maioria de sua massa em sucessivas explosões, que espalham gás e matéria pelo espaço na forma de vento estelar. Por conta disso, o buraco originado não fica tão gordo quanto um supermassivo ou um de porte médio.

Mas novas evidências apontam que essa relação não é precisa o bastante. Tudo porque um grupo internacional de pesquisadores descobriu um buraco negro estelar que foge à regra – com massa equivalente a 70 vezes a do Sol.

Ele foi batizado LB-1, e está a 15 mil anos-luz de distância da Terra.

A ferramenta que permitiu essa descoberta impõe respeito desde o nome: Telescópio Espectroscópico de Fibra de Objetos Múltiplos da Grande Área no Céu (LAMOST, na sigla em inglês), que está no Observatório Keck, localizado no Havaí, Estados Unidos. Sua função é procurar por raios X, forma pela qual os buracos negros costumam se acusar aos cientistas.

Por definição, buracos negros são invisíveis. A culpa é da gravidade absurda que eles concentram, que faz com que nada, nem mesmo a luz, seja capaz de escapar deles. Sem refletir luz (ou qualquer outro tipo de onda eletromagnética), buracos negros são indetectáveis por telescópios.

O pulo do gato explorado pelos cientistas no novo estudo é que, por vezes, buracos negros não andam sozinhos. Junto deles, pode existir uma estrela influenciada por sua gravidade – que, sem conseguir fugir para longe do buraco, orbita seus arredores.

Quando é este o caso, a vizinhança agrega grande quantidade de matéria, desprendida do astro que sofre influência gravitacional do buraco negro. Ao passar pelas bordas do buraco, essa massa solta no espaço é acelerada – processo que emite raios X.

Pesquisadores, então, buscaram pontos peculiares da Via Láctea onde estrelas parecessem orbitar objetos “invisíveis”. Foi assim que chegaram a uma estrela oito vezes mais pesada que o Sol, e distante 15 mil anos-luz da Terra. Analisando o padrão de radiação emitida, o grupo percebeu que a órbita do astro durava 79 dias. Isso os levou a concluir que ela deveria ter entre 55 e 79 vezes a massa do Sol.

Há algumas hipóteses para explicar esse tamanho anormal. A principal delas é que o tal buraco negro pode não ter se formado a partir do colapso de uma única estrela – mas seja, na verdade, dois buracos negros menores, que orbitam um ao outro. Ou ainda, que é fruto de dois objetos que se fundiram há muito tempo.

Mas não há certeza alguma. “Essa descoberta nos obriga a reexaminar nossos modelos que explicam como os buracos negros de massa estelar se formam”, disse o diretor do telescópio LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser), David Reitze, em comunicado. 

A pesquisa que descreve a descoberta foi publicada na revista científica Nature.