Existem dezenas de milhares de buracos negros à espreita no coração da Via Láctea, segundo novo estudo - Mistérios do Universo

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10 de abril de 2018

Existem dezenas de milhares de buracos negros à espreita no coração da Via Láctea, segundo novo estudo

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Não há apenas um buraco negro no coração da Via Láctea. Os cientistas encontraram uma dúzia de aglomerados em torno de seu núcleo supermassivo, Sagitário A* - e seus resultados indicam que pode haver até 20.000 buracos negros aglomerando-se na região interna de nossa galáxia.

A pesquisa é baseada em uma teoria de décadas de que deveria haver um aumento localizado no número de buracos negros de massa estelar na vizinhança de um supermassivo - isso também é chamado de 'cúspide de densidade do buraco negro'.

Na verdade, é uma parte fundamental do nosso atual modelo de dinâmica estelar galáctica. 

Mas tentativas anteriores de encontrar evidências desses buracos negros em torno de Sagitário A* - o buraco negro supermassivo mais próximo e, portanto, o mais acessível para estudo - não renderam nada.

"Há apenas cerca de cinco dúzias de buracos negros conhecidos em toda a galáxia - 100.000 anos-luz de largura - e supõe-se que existam de 10.000 a 20.000 dessas coisas em uma região de apenas seis anos-luz que ninguém foi capaz de encontrar". disse Chuck Hailey, astrofísico da Universidade de Columbia e principal autor do estudo.

"Não tem havido muita evidência credível."

Para encontrar os buracos negros, a equipe teve que pensar fora da caixa. Buracos negros são difíceis de localizar, já que eles mesmos não emitem nenhuma radiação - na verdade, eles absorvem toda a radiação detectável (teoricamente, eles emitem radiação de Hawking, mas não podemos detectar isso).

Mas isso não significa que eles não possam ser encontrados em outros dispositivos.

Quando um buraco negro "acorda" e consome matéria, isso cria uma radiação de raios X detectável. E os buracos negros que são os mais ativos são aqueles emparelhados com uma estrela em um sistema binário. Como binárias de raios-X, esses buracos negros consomem matéria da estrela, às vezes resultando em flashes de raios X brilhantes.

Esforços anteriores para encontrar mais buracos negros no centro de nossa galáxia concentraram-se nesses flashes binários de raios-X. Mas há um problema com esse método.

"É uma maneira óbvia de querer procurar buracos negros", disse Hailey. "Mas o centro galáctico está tão longe da Terra que essas explosões são fortes e brilhantes o suficiente para serem vistas uma vez a cada 100 ou 1.000 anos."

Então, em vez de esperar por essas fortes explosões, a equipe adotou uma abordagem diferente.

Analisando os dados acumulados pelo Observatório de Raios-X Chandra nos últimos 12 anos, eles procuraram a assinatura de raios-X mais fraca, porém mais estável, produzida por binários de raios-X inativos, onde o buraco negro é pareado com uma estrela de baixa massa.

"Seria tão fácil se buracos negros binários emitissem grandes explosões como as estrelas de nêutrons binárias, mas eles não fazem isso, então tivemos que criar outra maneira de procurá-los", explicou Hailey.

"Quando os buracos negros se combinam com uma estrela de baixa massa, o casamento emite explosões de raios X que são mais fracas, mas consistentes e detectáveis.

"Se pudéssemos encontrar buracos negros que são acoplados a estrelas de baixa massa e sabemos que fração de buracos negros se acasalarão com estrelas de baixa massa, poderíamos inferir cientificamente a população de buracos negros isolados."

Nos dados do Chandra, eles encontraram 12 dessas assinaturas, todas no intervalo de 3 anos-luz de Sagitário A*.

Em seguida, eles analisaram as propriedades e a distribuição espacial desses binários e extrapolaram esses resultados para concluir que deve haver entre 300 e 500 binários de baixa massa no parsec central da Via Láctea e em torno de 10.000 buracos negros solitários.

Isso sustenta a hipótese de que o enorme halo de gás e poeira ao redor de Sagitário A* produziu muitas estrelas massivas que viveram, morreram e desmoronaram em buracos negros.

Ele também apóia a hipótese de que os buracos negros de massa estelar "caíram" em direção ao centro galáctico de outras partes do bojo galáctico.

"Esta descoberta confirma uma teoria importante e as implicações são muitas", disse Hailey .

"Isso vai avançar significativamente na pesquisa de ondas gravitacionais porque o conhecimento do 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.

"Toda a informação que os astrofísicos precisam está no centro da galáxia."

A pesquisa da equipe foi publicada na Nature .
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