Nunca se sabe verdadeiramente o que pode estar escondido no nosso próprio quintal cósmico, sobretudo quando se trata de algo particularmente eficaz a passar despercebido.
A apenas 1 924 anos-luz do Sistema Solar, na constelação da Águia, os astrónomos acabam de identificar um buraco negro.
Não se trata de um buraco negro qualquer. Batizado Gaia BH3, ou simplesmente BH3, este objeto é o buraco negro de massa estelar mais massivo alguma vez observado na Via Láctea, com impressionantes 33 vezes a massa do Sol.
É também o segundo buraco negro mais próximo da Terra que já foi encontrado. Está simplesmente no espaço, discreto, a seguir a sua vida de buraco negro. Só sabemos que existe porque partilha uma órbita binária com uma estrela companheira, cujo movimento não teria outra explicação possível.
Importa esclarecer que o BH3 não representa qualquer ameaça. O campo gravitacional de um buraco negro não é mais intenso do que o de uma estrela com massa equivalente, e o BH3 limita-se a continuar o seu percurso. Ainda assim, por ser o terceiro buraco negro inativo identificado nos dados da Gaia, a descoberta levanta a questão de quantos outros destes gigantes poderão estar a deslocar-se sem serem detetados.
“Ninguém esperava encontrar um buraco negro de grande massa escondido nas proximidades, até agora por detetar”, afirma o astrónomo Pasquale Panuzzo, do Centro Nacional de Investigação Científica (CNRS), em França, membro da colaboração Gaia e primeiro autor do artigo que descreve o objeto.
“É o tipo de descoberta que acontece uma vez na vida de investigação.”
Como se formam os buracos negros de massa estelar
De forma geral, os buracos negros distribuem-se por diferentes categorias de massa. Existem os supermassivos, que podem ter entre milhões e milhares de milhões de vezes a massa do Sol; habitualmente, encontram-se nos centros das galáxias, embora ainda não se saiba ao certo como se formam.
Os mais pequenos, de massa estelar, resultam do colapso dos núcleos das estrelas quando estrelas muito massivas explodem como supernovas. Podem atingir cerca de 65 vezes a massa do Sol, embora possam existir exemplares maiores formados por fusões.
As estimativas apontam para até 100 milhões de buracos negros de massa estelar na Via Láctea. No entanto, são muito difíceis de localizar, uma vez que os buracos negros, como é sabido, não emitem luz.
Por vezes, é possível observar um clarão quando um deles absorve matéria de uma estrela que passa nas proximidades ou de uma companheira binária, já que esse processo gera muito calor. Fora dessas situações, permanecem inativos e invisíveis. Até agora, foram encontrados apenas cerca de 20, além de alguns outros candidatos.
Gaia BH3 foi revelado pelo movimento da estrela companheira
Há várias formas de detetar buracos negros inativos de massa estelar. Uma delas não depende da observação direta do buraco negro, mas sim das estrelas que o acompanham em órbitas suficientemente próximas para ficarem gravitacionalmente ligadas, sem estarem tão perto que sejam devoradas. Essas estrelas deslocam-se de forma invulgar no espaço, orbitando algo que não conseguimos ver.
É aqui que entra a Gaia. Esta sonda, que partilha a órbita da Terra em torno do Sol, está em funcionamento desde 2013. A sua missão é mapear, com uma precisão sem precedentes, as posições e os movimentos tridimensionais das estrelas da Via Láctea. Quanto mais tempo passa a observar as estrelas, mais rigorosas se tornam as suas medições.
A quarta divulgação de dados da Gaia não é esperada antes do final de 2025, mas a descoberta do BH3, durante a análise dos dados pelos astrónomos, era demasiado empolgante para ficar guardada.
“Tomámos a medida excecional de publicar este artigo com base em dados preliminares, antes da próxima divulgação da Gaia, devido à natureza única da descoberta”, diz a astrónoma Elisabetta Caffau, do CNRS.
Quanto ao sistema, sabe-se que os dois objetos estão separados por uma distância equivalente a cerca de 16 vezes a distância entre a Terra e o Sol e completam uma órbita mútua a cada 11,6 anos. O buraco negro tem aproximadamente 32,7 massas solares.
Em contraste, a estrela tem uma massa de apenas 76 por cento da massa do Sol, embora seja quase cinco vezes maior. É muito pobre em elementos pesados, uma característica que indica que deve ser muito antiga: as estrelas só começaram a incorporar esses elementos na sua formação depois de gerações anteriores de estrelas os terem produzido e dispersado pelo Universo.
A estrela também não revela sinais de contaminação pelo material que a progenitora do buraco negro terá expelido ao transformar-se numa supernova. Isto sugere que os dois objetos iniciaram a sua dança orbital depois de o buraco negro já se ter formado.
A origem de um buraco negro tão massivo
É difícil explicar estrelas com núcleos suficientemente grandes para originarem um buraco negro com quase 33 vezes a massa do Sol. Contudo, os modelos indicam que isso pode acontecer se a estrela progenitora massiva também tiver baixa metalicidade.
Espera-se que esta descoberta seja apenas uma amostra do que está para vir. Os investigadores antecipam encontrar ainda mais buracos negros com a quarta divulgação dos dados da Gaia.
A investigação foi publicada na revista Astronomy & Astrophysics.
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