Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Uma segunda equipe de cientistas, conduzindo uma análise separada e independente, chegou quase à mesma descoberta, acrescentando peso à ideia de que potencialmente identificamos um buraco negro vagando pela galáxia. Liderado pelos astrônomos Casey Lam e Jessica Lu, da Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA), o novo trabalho chegou a uma conclusão ligeiramente diferente. Dada a faixa de massa do objeto, pode ser uma estrela de nêutrons, em vez de um buraco negro, de acordo com o novo estudo.

De qualquer forma, porém, isso significa que podemos ter uma nova ferramenta para procurar objetos compactos e ‘escuros’ que são indetectáveis ​​​​em nossa galáxia, medindo a maneira como seus campos gravitacionais distorcem a luz de estrelas distantes à medida que passam na frente delas, chamado microlente gravitacional.

“Este é o primeiro buraco negro errante ou estrela de nêutrons descoberto com microlente gravitacional”, disse Lu.

“Com a microlente, podemos sondar esses objetos solitários e compactos e analisá-los. Acho que abrimos uma nova janela para esses objetos escuros, que não podem ser vistos de outra maneira.”

Os buracos negros são teoricamente os núcleos colapsados ​​de estrelas massivas que chegaram ao fim de suas vidas e ejetaram seu material externo. Acredita-se que essas estrelas precursoras de buracos negros – com mais que 30 vezes a massa do Sol – tenham vidas relativamente curtas.

De acordo com nossas melhores estimativas, portanto, deve haver de 10 milhões a 1 bilhão de buracos negros errantes de massa estelar por aí, vagando pacificamente e silenciosamente pela galáxia.

Mas os buracos negros são chamados de buracos negros por uma razão. Eles não emitem luz que possamos detectar, a menos que material esteja caindo sobre eles, um processo que gera raios-X do espaço ao redor do buraco negro. Então, se um buraco negro está apenas vagando, sem fazer nada, quase não temos como detectá-lo.

Quase. O que um buraco negro tem é um campo gravitacional extremo, tão poderoso que distorce qualquer luz que o atravesse. Para nós, como observadores, isso significa que podemos ver uma estrela distante parecer mais brilhante e em uma posição diferente de como ela aparece normalmente.

Em 2 de junho de 2011, foi exatamente isso que aconteceu. Duas pesquisas de microlentes separadas – o Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) e Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) – registraram independentemente um evento que acabou atingindo o pico em 20 de julho.

Este evento foi nomeado MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462 (abreviado para OB110462), e porque era incomumente longo e incomumente brilhante, os cientistas se concentraram para um olhar mais atento.

“A duração do evento de brilho é uma dica de quão massiva é a lente de primeiro plano que dobra a luz da estrela de fundo”, explicou Lam.

“Eventos longos são mais prováveis ​​devido a buracos negros. Não é uma garantia, no entanto, porque a duração do episódio de brilho não depende apenas da massa da lente de primeiro plano, mas também da velocidade com que a lente de primeiro plano e a estrela de fundo estão se movendo em relação uns aos outros. “No entanto, ao obter também medições da posição aparente da estrela de fundo, podemos confirmar se a lente do primeiro plano é realmente um buraco negro.”

Neste caso, as observações da região foram feitas em oito ocasiões distintas usando o Telescópio Espacial Hubble, até 2017.

A partir de uma análise profunda desses dados, uma equipe de astrônomos liderada por Kailash Sahu, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, concluiu que o culpado era um buraco negro detectado por microlentes com 7,1 vezes a massa do Sol, a uma distância de 5.153 anos-luz

A análise de Lu e Lam agora adiciona mais dados do Hubble, capturados recentemente em 2021. Sua equipe descobriu que o objeto é um pouco menor, entre 1,6 e 4,4 vezes a massa do Sol.

Isso significa que o objeto pode ser uma estrela de nêutrons. Esse também é o núcleo colapsado de uma estrela massiva, que surgiu entre 8 e 30 vezes a massa do Sol.

O objeto resultante é sustentado por algo chamado pressão de degeneração de nêutrons, em que os nêutrons não querem ocupar o mesmo espaço; isso impede que ele desmorone completamente em um buraco negro. Tal objeto tem um limite de massa de cerca de 2,4 vezes a massa do Sol.

Curiosamente, nenhum buraco negro foi detectado abaixo de cerca de 5 vezes a massa do Sol. Isto é referido como o intervalo de massa inferior. Se o trabalho de Lam e seus colegas estiver correto, isso significa que podemos ter a detecção de um objeto de diferença de massa menor em nossas mãos, o que é muito tentador.

As duas equipes voltaram com massas diferentes para o objeto detectado por lentes porque suas análises retornaram resultados diferentes para os movimentos relativos do objeto compacto e da estrela lentificada.

Sahu e sua equipe descobriram que o objeto compacto está se movendo a uma velocidade relativamente alta de 45 quilômetros por segundo, como resultado de uma expulsão do sistema estelar: uma explosão de supernova desequilibrada pode enviar o núcleo colapsado para longe.

Lam e seus colegas detectaram 30 quilômetros por segundo, no entanto. Esse resultado, disseram eles, sugere que talvez uma explosão de supernova não seja necessária para o nascimento do buraco negro.

No momento, é impossível tirar uma conclusão certeira de OB110462 sobre qual estimativa está correta, mas os astrônomos esperam aprender muito com a descoberta de mais desses objetos no futuro.

“Seja o que for, o objeto é o primeiro remanescente estelar escuro descoberto vagando pela galáxia desacompanhado de outra estrela”, disse Lam.

A pesquisa foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.