Este é o menor buraco negro já encontrado — e ele estava aqui perto o tempo todo

O astrofísico, autor e divulgador científico Ethan Siegel escreveu que “às vezes, as maiores descobertas acontecem quando você olha mais de perto as coisas que você já conhece”. Isso é verdade enquanto metáfora e principalmente na astronomia. É que um artigo recente mostra evidências da presença do menor buraco negro já descoberto até hoje, e ele “mora” ao lado de uma estrela bastante conhecida pelos astrônomos.

• Estes buracos negros simplesmente não podem existir
• 10 respostas para perguntas que você pode ter sobre buracos negros
• Cadê? Buraco negro com 10 bilhões de massas solares está desaparecido

Essa história é interessante por vários motivos. O primeiro é esse conceito meio filosófico sobre encontrar coisas importantes que estavam bem pertinho de nós, bastando apenas um olhar mais atento para achar as evidências da presença do objeto. Dentre os buracos negros que já conhecemos, esse candidato seria o segundo mais próximo da Terra — caso seja confirmado que se trata mesmo de um buraco negro, o que exigirá mais observações.

Outra curiosidade é que este buraco negro parece ter apenas três massas solares, o menor já encontrado pelos astrônomos. Na verdade, ele está bem próximo do limite mínimo exigido pela física para que uma estrela se torne um buraco negro após o fim de seu ciclo de fusão nuclear, que é mais ou menos 2,7 massas solares. Se a estrela estiver abaixo disso, é praticamente inviável que uma singularidade (o “coração” do buraco negro) seja formada.

Embora os buracos negros de três massas solares sejam possíveis, não são fáceis de encontrar. O problema não está necessariamente no tamanho deles, mas nas limitações dos métodos científicos para detectar esse tipo de objeto. Um dos métodos mais óbvios exige que o buraco negro esteja ativo, ou seja, se alimentando de matéria ao seu redor, pois esse processo resulta em emissões poderosas que variam entre rádio e raios-X. Outros métodos são menos intuitivos, como a detecção de ondas gravitacionais resultantes da colisão de um buraco negro com outro objeto massivo.

Há outros métodos, mas o primeiro a ser desenvolvido foi procurar estrelas com um companheiro binário massivo e invisível. É que se um buraco negro orbita uma grande estrela, eles podem extrair massa dessa companheira, levando à já mencionada emissão de raios-X. Mas nem sempre o buraco negro extrai matéria da estrela que mora ao seu lado, o que torna a busca um pouco mais complicado. Por outro lado, quando um buraco negro orbita sua estrela companheira, o brilho dela pode variar — é assim que os astrônomos descobrem exoplanetas, por exemplo.

Isso nos leva a um fato muito promissor para os caçadores de buracos negros: existem sistemas binários aos montes no universo próximo. Muitos pontos luminosos individuais que vemos no céu noturno são, na verdade, sistemas binários com duas ou mais estrelas. É difícil detectar a presença de uma companheira em alguns deles, em muitos casos nem mesmo com telescópios podemos distinguir duas estrelas que orbitam entre si. Mas com espectrografia, é possível perceber uma sutil variação de brilho daquele objeto, denunciando que se trata de duas estrelas, uma passando pela frente da outra.

Se isso é comum para estrelas binárias, também deve ser relativamente comum em buracos negros pequenos. Algumas estrelas aparentemente solitárias podem, na verdade, compor uma dupla com um buraco negro com três massas solares, ou até um pouco menos. Eles são verdadeiros “unicórnios” cósmicos. Coincidentemente, o mini buraco negro de três massas solares descrito no novo estudo fica na constelação de Monóceros, o Unicórnio.

Em janeiro de 2021, Tharindu Jayasinghe liderou o novo estudo usando o método descrito acima, semelhante ao método de trânsito planetário para descobrir exoplanetas. Assim, ele identificou o objeto que é agora um sério candidato ao título de buraco negro de menor massa, e o de segundo mais próximo de toda a Via Láctea. Ele orbita a estrela gigante vermelha V723 Monocerotis e emite raios-X com apenas um bilionésimo do brilho máximo que os astrônomos esperariam em um disco de acreção. A dupla de objetos está a apenas 1.500 anos-luz de distância, ou menos.

Com essa descoberta — uma estrela gigante vermelha ter um companheiro de três massas solares, não luminoso, mas bloqueador de luz que emite uma pequena quantidade de raios-X — provavelmente abrirá as portas para uma série de novos pequenos buracos negros em nosso lado da Via Láctea. É provável que existam muitos deles nessa faixa de massa ao redor de estrelas aparentemente solitárias ou identificadas como “binárias eclipsantes”. Se essas técnicas revelarem outros buracos negros como este, saberemos muito mais sobre a nossa galáxia e sobre os tipos de estrelas já viveram nela.

Fonte: Starts With a Bang