Demorou 20 anos. Duas décadas olhando para o coração denso de Omega Centauri.
Até agora, os segredos obscuros do aglomerado permaneceram intactos.
Os astrónomos finalmente encontraram algo que ninguém esperava: o primeiro buraco negro de massa estelar confirmado no aglomerado globular mais massivo da galáxia.
O objeto, denominado oMEGACat BH-2, se esconde à vista de todos. É a ponta do iceberg. As estimativas sugerem que cerca de 10.000 destes objetos se escondem no aglomerado, esperando para serem encontrados.
Por que Omega Centauri é importante
Omega Centauri não é apenas mais um aglomerado de estrelas. É o rei.
Localizada a 18.000 anos-luz da Terra, em Centaurus, esta besta contém 3,6 milhões de massas solares de luz estelar. Isso o torna o sistema estelar mais massivo já catalogado na Via Láctea.
É antigo. Muito velho. Doze bilhões de anos.
Com 150 anos-luz de largura, contém mais de 10 milhões de estrelas. Eles estão compactados, presos gravitacionalmente e lotados. Se você morasse lá, o céu noturno não seria parecido com o nosso. Seria ofuscantemente brilhante. Visível a olho nu no hemisfério sul, brilha com magnitude 3,9.
Mas a luz não é o ponto. A escuridão é.
Já sabíamos que havia um buraco negro de massa intermediária no seu centro. Há anos que suspeitamos disso usando dados do Hubble. Mas as coisas menores? Os buracos negros de massa estelar? Eles permaneceram fantasmas invisíveis.
O avanço da astrometria
Por que sentimos falta deles?
Os métodos de detecção padrão falharam. O método da velocidade radial? Muito barulhento em um campo tão lotado. Emissões de rádio? Nenhum detectado. Explosões de raios X de material de acreção? Nada.
Então a equipe tentou a astrometria.
Parece técnico. Na verdade, é apenas um rastreamento preciso. Você observa onde as estrelas se movem ao longo do tempo. Se uma estrela oscila – sacode ligeiramente contra as suas vizinhas – está a puxar algo massivo e invisível.
O Dr. Matthew Whitaker e sua equipe da Universidade de Utah não analisaram apenas alguns anos de dados. Eles exploraram arquivos.
Eles obtiveram mais de 20 anos de imagens do Telescópio Espacial Hubble. Depois, aguçaram o foco usando dados recentes do Telescópio Espacial James Webb (uma colaboração entre NASA, ESA e CSA).
A precisão exigida era impressionante. Eles estavam medindo o movimento estelar em frações de pixel.
“Não teria sido possível encontrar estes buracos negros sem estes dois telescópios espaciais.”
Sem a longa linha de base do Hubble e o olhar aguçado de Webb, o sinal teria desaparecido no meio do ruído.
oMEGACat BH-2: A dança mais lenta do universo
É aqui que a história fica estranha.
A maioria dos binários de buracos negros são dançarinos frenéticos e tensos. Eles espiralam para dentro. Eles se fundem. Eles gritam em ondas gravitacionais.
Este? É um rolo lento.
A companheira estelar orbita oMEGACat BH2 uma vez a cada 94 anos.
Esse é o período orbital mais longo já registrado para um sistema binário de buraco negro. O sistema provavelmente se formou dinamicamente. A estrela e o buraco negro não começaram juntos como um par. Eles colidiram e capturaram uns aos outros no ambiente caótico do aglomerado.
Mas aqui está o problema.
Esta configuração é instável.
A equipe calculou que encontros com estrelas passageiras acabarão por destruir este sistema. Durará menos de um bilhão de anos. Isso é um piscar de olhos em comparação com a idade de 12 mil milhões de anos do aglomerado. Nós o encontramos durante sua breve e lenta janela.
Por que isso importa?
Além da novidade, esta descoberta ajuda a calibrar a nossa compreensão da física dos buracos negros. Os aglomerados globulares são fábricas de fusões. Eles são as principais fontes dos eventos de ondas gravitacionais que detectamos na Terra.
“Compreender o processo de formação de buracos negros e, em seguida, formar binários dinamicamente é vital, porque afeta nossa capacidade de interpretar e compreender eventos de ondas gravitacionais.”
Disse o Dr. Anil Seth, outro autor da Universidade de Utah. Se não entendemos a população daqui, não entendemos as ondas lá fora.
O próprio buraco negro também era mais leve do que o esperado. Um lembrete de que a natureza nem sempre segue os nossos modelos.
O artigo que descreve esta descoberta apareceu no Astrophysical Journal Letters.
Provavelmente existem mais 9.999 deles em Omega Centauri.
E todos eles estão apenas esperando que melhoremos a aparência.
