Nota de Imprensa

Identificado o buraco negro estelar mais massivo da nossa Galáxia descoberto até à data

16 de Abril de 2024

Os astrónomos identificaram o buraco negro estelar mais massivo descoberto até à data na Via Láctea. Este buraco negro foi detectado em dados da missão Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) através de um movimento de "oscilação" estranho que este objeto impõe à estrela companheira que o orbita. Foram utilizados dados do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) e doutros observatórios terrestres para calcular que a massa deste buraco negro é 33 vezes superior à do Sol.

Os buracos negros estelares formam-se a partir do colapso de estrelas de grande massa e os anteriormente identificados na Via Láctea são, em média, cerca de 10 vezes mais massivos que o Sol. O buraco negro estelar mais massivo que conhecíamos na nossa Galáxia, Cygnus X-1, atinge apenas 21 massas solares, o que torna esta nova observação de 33 massas solares algo verdadeiramente excecional [1].

Curiosamente, este buraco negro encontra-se também extremamente próximo de nós — a apenas 2000 anos-luz de distância, na constelação da Águia, sendo o segundo buraco negro mais próximo da Terra que conhecemos. Denominado Gaia BH3, ou BH3, foi encontrado quando a equipa analisava as observações de Gaia em preparação para uma próxima publicação de dados. "Ninguém estava à espera de encontrar um buraco negro de grande massa nas proximidades do Sol, que não tivesse sido ainda detectado", disse Pasquale Panuzzo, membro da colaboração Gaia, astrónomo do Observatório de Paris, do Centro Nacional de Investigação Científica (CNRS) francês. "Este é o tipo de descoberta que se faz uma vez na vida”.

Para confirmar a descoberta, a colaboração Gaia utilizou dados de observatórios terrestres, incluindo o instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama [2]. Estas observações revelaram propriedades chave da estrela companheira, que, juntamente com os dados de Gaia, permitiram aos astrónomos medir com precisão a massa de BH3.

Os astrónomos tinham já encontrado buracos negros igualmente massivos fora da nossa Galáxia (utilizando um método de detecção diferente), tendo teorizado que estes objetos poderão ser formados a partir do colapso de estrelas cuja composição química apresente pouquíssimos elementos mais pesados que o hidrogénio e o hélio. Pensa-se que estas estrelas, pobres em metais, perdem menos massa ao longo da sua vida e, portanto, possuem mais matéria, o que dará origem, após a sua morte, a buracos negros de elevada massa. No entanto, e até agora, não existiam provas que ligassem diretamente estrelas pobres em metais a buracos negros de elevada massa.

As estrelas em pares tendem a ter composições químicas semelhantes, o que significa que a companheira de BH3 contém pistas importantes sobre a estrela que colapsou e formou este buraco negro excecional. Os dados do UVES mostraram que a companheira é uma estrela muito pobre em metais, o que sugere que a estrela que colapsou para formar o BH3 seria também pobre em metais — tal como previsto pela teoria.

Este trabalho de investigação, liderado por Panuzzo, foi publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. "Resolvemos publicar este artigo com base em dados preliminares a título excecional antes da divulgação completa dos dados Gaia, devido à natureza única desta descoberta", explica a coautora Elisabetta Caffau, também membro da colaboração Gaia do CNRS Observatoire de Paris. A disponibilização antecipada dos dados permitirá que outros astrónomos comecem a estudar este buraco negro desde já, sem esperar pela publicação dos dados completos, prevista para finais de 2025, na melhor das hipóteses.

Outras observações deste sistema poderão revelar mais sobre a sua história e sobre o próprio buraco negro. O instrumento GRAVITY montado no Interferómetro do VLT do ESO poderá ajudar os astrónomos a compreender melhor este objeto, investigando, por exemplo, se este buraco negro está a atrair matéria da sua vizinhança.

Notas

[1] Este não é o buraco negro mais massivo existente na nossa Galáxia — esse título pertence a Sagitário A*, o buraco negro supermassivo situado no centro da Via Láctea, que tem cerca de quatro milhões de vezes a massa do Sol. No entanto, Gaia BH3 é o buraco negro de maior massa conhecido na Via Láctea que se formou a partir do colapso de uma estrela.

[2] Para além do instrumento UVES do VLT do ESO, o estudo baseou-se ainda em dados dos seguintes instrumentos: espectrógrafo HERMES do Telescópio Mercator operado em La Palma (Espanha) pela Universidade de Leuven, Bélgica, em colaboração com o Observatório da Universidade de Geneva, Suíça; espectrógrafo de alta precisão SOPHIE do Observatório de Haute-Provence - OSU Institut Pythéas.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi apresentado num artigo científico intitulado "Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry", publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763).

O artigo, de P. Panuzzo et al., é da autoria da colaboração Gaia, que envolve mais de 300 autores de todo o mundo, incluindo Áustria, Bélgica, Chéquia, Finlândia, França, Alemanha, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça, Reino Unido, Chile e Austrália.

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, Chéquia, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2408, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

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