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Brasileiro é da equipe que descobriu 1º buraco negro adormecido fora da Via Láctea

Pesquisadores estavam céticos, mas dados não deixam dúvidas

Ilustração mostra perspectiva artística do buraco negro VFTS 243

Depois de analisar 51 sistemas binários espectroscópicos de linha única do projeto "Tarantula Massive Binary Monitoring" e fazer a caracterização orbital dos sistemas, Leonardo Almeida, professor de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ajudou na interpretação dos resultados. E isso foi crucial para a descoberta do primeiro buraco negro adormecido com uma estrela companheira de alta massa fora da Via Láctea.

Os sistemas binários espectroscópicos de linha única têm dois componentes, mas apenas um deles apresenta assinatura em linhas espectrais (sinais eletromagnéticos). Após a redução dos dados por Almeida, os demais colaboradores da pesquisa separaram as contribuições dos componentes de cada sistema. 

Almeida conta que o objetivo era caracterizar o componente invisível. “O VFTS 243 foi o único a não apresentar nenhuma assinatura proveniente do componente escondido”, explica. O brasileiro é um dos autores do estudo que identificou o buraco negro que fica na região da Nebulosa da Tarântula, próximo à Grande Nuvem de Magalhães, galáxia vizinha à Via Láctea.

Os buracos negros de massa estelar são muito menores do que os supermassivos. Tratam-se, na verdade, de estrelas com massas entre 5 e 50 vezes à do Sol que chegam ao fim de suas vidas e desmoronam sob sua própria gravidade. Em sistemas binários, entretanto, nos quais uma estrela gira em torno de outra, o resultado é um buraco negro em órbita com uma estrela companheira ainda luminosa.

Como não emitem níveis altos de raios X, eles são considerados adormecidos. Segundo Almeida, o único efeito passível de medição "é o limite inferior da massa da componente não visível". É ali que fica a estrela companheira com baixa luminosidade.

O VFTS 243 tem, pelo menos, nove vezes a massa do Sol e orbita uma estrela azul quente com 25 vezes a massa solar. “Os parâmetros mostram que o colapso da estrela progenitora gerou pouco ou nenhum material ejetado. Isso tem importantes implicações para a Astrofísica Estelar, bem como para a geração e taxas de detecção de ondas gravitacionais”, explica o pesquisador. “Ele coloca restrições observacionais cruciais em tipos e distribuições de supernovas e na sobrevivência de sistemas binários de buracos negros.”

Para encontrar esse buraco negro, os cientistas observaram cerca de 1 mil estrelas massivas na região da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães. Eles procuravam estrelas que pudessem ter buracos negros como companheiros. 

Pesquisadores estavam céticos

Tomer Shenar, líder do estudo, estava cético em relação à descoberta. Kareem El-Badry, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian nos EUA e coautor do estudo, também tinha dúvidas. “No entanto, não consegui encontrar nenhuma explicação plausível para os dados sem envolver um buraco negro”, confessa.

Almeida era mais um a ter cautela. “Antes de publicar qualquer resultado, eu costumo me convencer primeiro de que tudo está correto”, destaca. “Como o resultado se tratava de algo difícil de ser medido sem ambiguidade, chegar ao resultado de um buraco negro fidedigno foi um processo árduo de investigação realizado por todos os colaboradores”, completa.  

Após seis anos de observações com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os cientistas concluíram que "a estrela que deu origem ao buraco parece ter desmoronado sem sinal algum de uma explosão anterior”. O estudo mostra diretamente este fenômeno. 

Agora, a equipe espera que outros pesquisadores da área investiguem a descoberta. Além disso, torcem para que o estudo ajude na descoberta de outros buracos negros de massa estelar em órbita de estrelas massivas.

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