Buraco negro supermassivo está em rota de colisão com a Via Láctea

Um buraco negro com 600 mil massas solares pode estar viajando em rota de colisão com a Via Láctea a uma velocidade de aproximadamente 300 mil km/s. O mais curioso é que ele está escondido em um lugar onde teoricamente não deveria estar: nas profundezas de uma galáxia anã.

A descoberta foi feita de forma indireta por arqueólogos galácticos que estavam revisando as trajetórias de 21 estrelas hipervelozes de sequência principal do tipo B (quentes e jovens) que teriam sido ejetadas do centro galáctico por um processo chamado mecanismo de Hills.

Esse processo da astrofísica explica como estrelas de um sistema binário podem ser expelidas para o espaço quando uma delas é capturada por um buraco negro supermassivo, como o Sagitário A*, que está no centro da nossa galáxia.

No mesmo instante em que isso acontece, a estrela liberada da interação binária recebe uma espécie de chute gravitacional. Ejetada em altíssima velocidade, ela muitas vezes supera a velocidade de escape da galáxia, e acaba no espaço intergaláctico.

Entre 2005 e 2014, o levantamento de estrelas hipervelozes HVS Survey, realizado por astrônomos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, encontrou 21 dessas estrelas ejetadas, no halo externo da Via Láctea.

Agora, um estudo recente no repositório de pré-impressões arXiv, revelou que cerca de metade dessas estrelas hipervelozes identificadas na pesquisa não veio do centro da Via Láctea, como se pensava, mas sim da Grande Nuvem de Magalhães (LMC na sigla em inglês), uma de suas galáxias satélites.

Existe mesmo um buraco negro supermassivo em uma galáxia anã?

Para testar essa hipótese, os autores criaram um modelo simulando estrelas ejetadas por um buraco negro supermassivo na LMC. As previsões espaciais e cinemáticas dessas estrelas hipervelozes coincidiram com as observações feitas.

Mesmo sabendo que explosões de supernovas e interações gravitacionais podem ejetar estrelas, a equipe garante que “a taxa de nascimento e o agrupamento das estrelas hipervelozes na LMC só podem ser explicados pela presença de um buraco negro supermassivo”.

Um indício crucial para a existência de um buraco negro na LMC é a chamada superdensidade de Leão, uma região na direção dessa constelação, com mais estrelas do que o esperado. O modelo dos pesquisadores também reproduziu essa concentração de estrelas, reforçando a teoria.

Dessa forma, o estudo sugere que um buraco negro supermassivo, com massa de 600 mil sóis na LMC, estaria ejetando estrelas para a Via Láctea. Algumas delas se tornam hipervelozes, outras apenas aumentam a superdensidade.

Se confirmado, esse buraco negro supermassivo mudaria nossa compreensão da LMC e sua dinâmica. Ele não só influenciaria a própria galáxia anã, mas também poderia ter impactos na estrutura da Via Láctea.

Uma nova forma de detectar buracos negros

Detectar buracos negros sempre foi uma espécie de missão impossível para os astrônomos, pois, quando não estão absorvendo matéria ativamente (puxando gás, poeira ou até estrelas para seu horizonte de eventos), eles não emitem nenhum tipo de radiação visível.

Uma das formas encontradas pelos cientistas para localizar esses gigantes cósmicos invisíveis foi analisar o movimento estranho de estrelas próximas. Foi ao medir órbitas incomuns que confirmaram a existência de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

No estudo atual, os autores criaram uma maneira inédita de rastrear buracos negros. Elas focaram em outro tipo de anomalia estelar: as estrelas hipervelozes, objetos que viajam dez vezes mais rápido (1 mil km/s) do que suas colegas da Via Láctea.

Liderada pelo astrofísico Jiwon Jesse Han, do Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, a pesquisa propõe que seguir estrelas hipervelozes nos leva a buracos negros ocultos.

Nesse caso, o “chute gravitacional” é o conhecido mecanismo de Hills, uma interação de três corpos entre um buraco negro e duas estrelas. Um dos três membros é ejetado violentamente, tornando-se uma estrela hiperveloz.

Usando dados do telescópio espacial Gaia, os autores rastrearam com precisão 16 estrelas. Sete delas se originaram perto de Sagitário A*, no centro da nossa Via Láctea, mas as outras nove parecem ter vindo da Grande Nuvem de Magalhães.

No tempo em que as duas galáxias se fundirem, o suposto buraco supermassivo da LMC irá se mover para o centro da Via Láctea e, após bilhões de anos, se fundirá com o Sgr A* (que tem massa equivalente a 4,3 milhões de sóis), formando um buraco negro ainda maior.

Quando esse evento finalmente ocorrer, haverá alguma forma de vida para testemunhá-lo?

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