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Pesquisa enxerga buracos negros

Nova pesquisa ilumina sistemas de estrelas que hospedam centenas de buracos negros

Nasa
Imagem região central do aglomerado globular NGC 6101, capturada pelo telescópio Hubble. Comparado com a maioria dos aglomerados globulares galácticos, o NGC 6101 mostra uma distribuição menos concentrada de estrelas observáveis.

Uma nova pesquisa da Universidade de Surrey, Inglaterra, publicada no dia 7 de setembro na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society iluminou um aglomerado de estrelas que poderia hospedar muitas centenas de buracos negros, um fenômeno que, até recentemente, era considerado impossível.

Aglomerados globulares são coleções esféricas de estrelas que orbitam ao redor de um centro galáctico como a nossa Via Láctea. Usando simulações computadorizadas avançadas, uma equipe da Universidade de Surrey conseguiu visualizar o invisível através do mapeamento de um aglomerado globular conhecido como NGC 6101: a partir dele, a existência de buracos negros dentro do sistema foi deduzida. Esses buracos negros são algumas vezes maiores do que o Sol, e se formam do colapso gravitacional de estrelas massivas no fim de suas vidas. Anteriormente, acreditava-se que praticamente todos esses buracos negros seriam expulsos de seu aglomerado original devido aos efeitos da supernova que acontece durante a morte da estrela.

"Graças a sua natureza, é impossível observar buracos negros com um telescópio, porque os fótons não podem escapar,” explicou o autor principal do estudo, Miklos Peuten, da Universidade de Surrey. "Para encontrá-los, nós procuramos pelos efeitos gravitacionais nos arredores. Usando observações e simulações nós conseguimos encontrar pistas distintas de seu paradeiro e, assim, efetivamente ‘ver’ o ‘invisível’.”

Foi apenas em 2013 que astrofísicos encontraram buracos negros individuais em aglomerados globulares através de um fenômeno raro em que uma estrela companheira doa material para o buraco negro. Esse trabalho, que recebeu apoio do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC, na sigla em inglês), mostrou que poderiam haver centenas de buracos negros no NGC 6101, derrubando antigas teorias sobre como eles se formam.

Coautor do estudo, o Professor Mark Gieles, também na Universidade de Surrey, acrescentou: “A intenção do nosso trabalho é ajudar a responder questões relacionadas à dinâmica das estrelas, buracos negros e das ondas gravitacionais recentemente observadas. Elas são emitidas quando dois buracos negros se fundem, e se nossa interpretação estiver correta, os núcleos de alguns aglomerados globulares podem ser onde acontecem essas fusões.”

Os pesquisadores escolheram mapear esse aglomerado antigo em particular devido à sua composição distinta e recentemente descoberta, que sugere que ele seria diferente de outros aglomerados. Em comparação, o NGC 6101 parece ser jovem, contrastando com as idades das estrelas individuais. Além disso, o aglomerado parece inflado, com o núcleo subpovoado de estrelas observáveis.

Utilizando simulação computadorizada, a equipe recriou cada estrela e buraco negro do aglomerado e seu comportamento. Através do tempo de vida de 13 bilhões de estrelas, a simulação demonstrou como o NGC 6101 evoluiu. Foi possível ver os efeitos de um grande número de buracos negros nas estrelas visíveis, e reproduzir o que foi observado para o NGC6101. A partir daí, os pesquisadores mostraram que a aparente juventude inexplicável é um efeito da grande população de buracos negros.

"Essa pesquisa é animadora porque pudemos observar teoricamente o espetáculo de uma população inteira de buracos negros usando simulações computadorizadas. Os resultados mostram que aglomerados globulares como o NGC 6101, que sempre foram considerados “chatos”, são, de fato, os mais interessantes, com cada um possivelmente contendo centenas de buracos negros. Isso nos ajudará a descobrir mais sobre buracos negros em outros aglomerados globulares no nosso Universo,” concluiu Peuten.

 

Universidade de Surrey

 

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