Buraco negro é descoberto no aglomerado globular NGC 1850

Uma equipe internacional de astrônomos relata a detecção de um buraco negro em um aglomerado globular conhecido como NGC 1850. O buraco negro recém-descoberto é cerca de 11 vezes mais massivo que o Sol e acaba por ser parte de um sistema binário. A descoberta foi detalhada em um artigo publicado em 12 de novembro no arXiv.org.

Dado que os buracos negros não podem ser observados diretamente, provar sua existência é desafiador. A evidência mais forte para os buracos negros vem de sistemas binários nos quais uma estrela visível pode ser mostrada orbitando um companheiro massivo, mas invisível. Portanto, os astrônomos usam esses sistemas para descobrir diretamente a presença de um buraco negro, estudando o movimento de um objeto visível orbitando em torno dele.

Até à data, apenas algumas detecções dinâmicas diretas de buracos negros não interativos foram feitas em aglomerados estelares devido a limitações observacionais. Além disso, até à data não foi comunicada qualquer detecção dinâmica direta de um buraco negro num aglomerado maciço de jovens. Encontrar tais objetos poderia ser crucial para avançar nosso conhecimento sobre a função de massa inicial e a evolução dinâmica inicial dos buracos negros em ambientes de alta densidade.

Agora, um grupo de astrônomos liderado por Sara Saracino, da Universidade John Moores de Liverpool, Reino Unido, relata a primeira detecção dinâmica de um buraco negro com um companheiro em um aglomerado globular (GC). O objeto, designado NGC 1850 BH1, foi encontrado na NGC 1850 – é um GC jovem (cerca de 100 milhões de anos) e maciço (com uma massa de cerca de 100.000 massas solares) na Grande Nuvem de Magalhães (LMC). A descoberta faz parte de uma busca sistemática por buracos negros de massa estelar em aglomerados estelares jovens na LMC, explorando observações MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) de várias épocas feitas no Very Large Telescope (VLT) do ESO, através do monitoramento de variações de velocidade radial.

De acordo com o estudo, o sistema binário recém-encontrado consiste de um buraco negro com uma massa de aproximadamente 11,1 massas solares e uma estrela de desligamento da sequência principal (MSTO) cerca de 4,9 vezes mais massiva do que o Sol. É um sistema semiseparado, com um curto período de 5,04 dias e inclinação orbital a um nível de 38 graus.

Os pesquisadores assumem que o sistema provavelmente sofrerá um transbordamento de Roche-Lobe, assim que a estrela companheira evoluir para fora da sequência principal. Eles preveem uma transferência de massa estável e uma emissão significativa de raios-X, geralmente levando a um alargamento do sistema binário.

“A transferência de massa provavelmente terminará quando a maior parte do envelope de hidrogênio da estrela doadora for transferida para a companheira ou perdida do sistema, deixando um núcleo estelar de hélio. Quando isso acontecer, provavelmente experimentará outra fase de transferência de massa (e emissão de raios X) quando a estrela queima o hélio, terminando como um buraco negro + sistema anão branco”, explicaram os astrônomos.

Somando os resultados, os autores do trabalho notaram que a descoberta pode ser o ponto de partida para a construção da função de massa inicial do buraco negro. Além disso, o estudo apoia a busca pela população completa e dinamicamente detectável de buracos negros.