Os astrônomos que usam o instrumento MUSE do ESO no Very Large Telescope no Chile descobriram uma estrela no cluster NGC 3201 que se comporta de forma muito estranha. Parece estar em órbita em um buraco negro invisível com cerca de quatro vezes a massa do Sol.
O primeiro buraco negro de massa estelar inativo encontrado em um agrupamento globular e o primeiro encontrado detectando diretamente a atração gravitacional. Esta descoberta importante afeta a nossa compreensão da formação desses aglomerados de estrelas, buracos negros e as origens de eventos de ondas gravitacionais.
Os conjuntos de estrelas globulares são esferas gigantes de dezenas de milhares de estrelas que orbitam a maioria das galáxias. Eles estão entre os mais antigos sistemas estelares conhecidos no Universo e datam de perto do início do crescimento e evolução da galáxia. Atualmente, mais de 150 são conhecidos por pertencer à Via Láctea.
Um cluster particular, chamado NGC 3201 e situado na constelação do sul de Vela (The Sails), foi estudado usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO no Chile. Uma equipe internacional de astrônomos descobriu que uma das estrelas no NGC 3201 está se comportando muito estranhamente - está sendo lançada para trás e para frente a velocidades de várias centenas de milhares de quilômetros por hora, com o padrão repetindo a cada 167 dias .
O autor principal Benjamin Giesers ( Georg-August-Universität Göttingen , Alemanha) ficou intrigado com o comportamento da estrela: " Ele estava orbitando algo que era completamente invisível, que tinha uma massa maior que quatro vezes o Sol - isso só poderia ser um buraco negro! O primeiro encontrado em um agrupamento globular observando diretamente a atração gravitacional. "
A relação entre buracos negros e clusters globulares é importante, mas misteriosa. Por causa de suas grandes massas e ótimas idades, pensa-se que esses grupos produziram um grande número de buracos negros de massa estelar - criados à medida que estrelas maciças dentro deles explodiram e entraram em colapso durante a longa vida do cluster .
O instrumento MUSE da ESO oferece aos astrônomos uma capacidade única de medir os movimentos de milhares de estrelas distantes ao mesmo tempo. Com esta nova descoberta, a equipe conseguiu, pela primeira vez, detectar um buraco negro inativo no coração de um cluster globular - um que atualmente não está engolindo a matéria e não está rodeado por um disco de gás incandescente. Eles poderiam estimar a massa do buraco negro através dos movimentos de uma estrela apanhados em sua enorme atração gravitacional .
A partir de suas propriedades observadas, a estrela estava determinada a ser aproximadamente 0,8 vezes a massa do nosso Sol, e a massa de sua misteriosa contrapartida foi calculada em torno de 4,36 vezes a massa do Sol - quase certamente um buraco negro .
As detecções recentes de fontes de rádio e raios-X em aglomerados globulares, bem como a detecção em 2016 de sinais de ondas gravitacionais produzidas pela fusão de dois buracos negros de massa estelar, sugerem que esses buracos negros relativamente pequenos podem ser mais comuns em aglomerados globulares do que se pensava anteriormente.
Giesers conclui: " Até recentemente, presumiu que quase todos os buracos negros desapareceriam dos clusters globulares após um curto período de tempo e que sistemas como este não deveriam existir! Mas, claramente, este não é o caso - nossa descoberta é a primeira detecção direta dos efeitos gravitacionais de um buraco negro de massa estelar em um cluster globular. Esta descoberta ajuda na compreensão da formação de clusters globulares e da evolução dos buracos negros e dos sistemas binários - vital no contexto da compreensão das fontes de ondas gravitacionais. "
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