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Evidências de milhares de buracos negros localizados perto do centro de nossa galáxia Via Láctea foram coletadas usando dados do Chandra.
Esta população consiste em buracos negros de massa estelar, que tipicamente pesam entre cinco a 30 vezes a massa do Sol.
Pesquisadores vasculharam os dados do Chandra para sistemas que consistem em um buraco negro trancado em órbita próxima com uma estrela.
O novo estudo revelou uma alta concentração de buracos negros de massa estelar dentro de três anos-luz do Centro Galáctico.
Astrônomos descobriram evidências de milhares de buracos negros localizados perto do centro da Via Láctea, usando dados do Chandra X-ray Observatory da NASA.
Esta recompensa de buraco negro consiste em buracos negros de massa estelar, que normalmente pesam entre cinco a 30 vezes a massa do Sol. Esses buracos negros recém-identificados foram encontrados dentro de três anos-luz - uma distância relativamente curta em escalas cósmicas - do buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, conhecido como Sagitário A * (Sgr A *).
Estudos teóricos da dinâmica de estrelas em galáxias indicaram que uma grande população de buracos negros de massa estelar - até 20.000 - poderia se deslocar para o interior ao longo das eras e coletar em torno de Sgr A *. Esta análise recente usando dados do Chandra é a primeira evidência observacional para essa recompensa de buraco negro.
Um buraco negro por si só é invisível. No entanto, um buraco negro - ou estrela de nêutrons - trancado em órbita próxima com uma estrela extrairá gás de seu companheiro (os astrônomos chamam esses sistemas de "binários de raios X"). Este material cai em um disco e aquece até milhões de graus e produz raios-X antes de desaparecer no buraco negro. Alguns desses binários de raios X aparecem como fontes pontuais na imagem do Chandra.
Uma equipe de pesquisadores, liderada por Chuck Hailey, da Universidade Columbia, em Nova York, usou os dados do Chandra para pesquisar binários de raios-X contendo buracos negros localizados perto de Sgr A *. Eles estudaram o espectro de raios-X - que é a quantidade de raios-X vistos em diferentes energias - de fontes dentro de cerca de 12 anos-luz de Sgr A *.
A equipe então selecionou fontes com espectros de raios X similares aos de binários de raios-X conhecidos, que possuem quantidades relativamente grandes de raios X de baixa energia. Usando esse método, eles detectaram quatorze binárias de raios X em cerca de três anos-luz de Sgr A *. Duas fontes de raios X que provavelmente contêm estrelas de nêutrons baseadas na detecção de explosões características em estudos anteriores foram então eliminadas da análise.
A dúzia de binárias de raios X remanescentes é identificada na versão rotulada da imagem usando círculos de cor vermelha. Outras fontes com quantidades relativamente grandes de raios X de alta energia são rotuladas em branco, e são na maior parte binárias contendo estrelas anãs brancas.
Hailey e seus colaboradores concluíram que a maioria dessas dúzias de binárias de raios X provavelmente contêm buracos negros. A quantidade de variabilidade que mostraram em escalas de tempo de anos é diferente daquela esperada para binários de raios-X contendo estrelas de nêutrons.
Apenas os binários de raios-X mais brilhantes contendo buracos negros podem ser detectados à distância de Sgr A *. Portanto, as detecções neste estudo implicam que uma população muito maior de binárias de raios-X mais fracas, não detectadas - pelo menos 300 e até mil - buracos negros de massa estelar devem estar presentes em torno de Sgr A *.
Esta população de buracos negros com estrelas companheiras perto de Sgr A * poderia fornecer informações sobre a formação de binários de raios-X a partir de encontros próximos entre estrelas e buracos negros. Esta descoberta também poderia informar a futura pesquisa de ondas gravitacionais. Saber o número de buracos negros no centro de uma galáxia típica pode ajudar a prever melhor quantos eventos de ondas gravitacionais podem estar associados a eles.
Uma população ainda maior de buracos negros de massa estelar sem estrelas companheiras deve estar presente perto de Sgr A *. De acordo com o trabalho de acompanhamento teórico de Aleksey Generozov, da Columbia e seus colegas, mais de 10.000 buracos negros e até 40.000 buracos negros devem existir no centro da Galáxia.
Embora os autores favoreçam fortemente a explicação do buraco negro, eles não podem descartar a possibilidade de que cerca de metade das dúzias de fontes observadas sejam de uma população de pulsares de milissegundo, ou seja, estrelas de nêutrons muito velozes com fortes campos magnéticos.
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