Objeto espacial misterioso pode ser o menor buraco negro já descoberto
Na periferia da Via Láctea, um achado intrigante chamou a atenção dos astrônomos. Durante a observação de um agrupamento estelar nas fronteiras de nossa galáxia, eles notaram um objeto excepcionalmente denso e pequeno, que mantém uma órbita sincronizada com um pulsar de milissegundos. Esse objeto misterioso, segundo as especulações dos cientistas, poderia ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Qualquer que seja sua natureza, representa uma descoberta notável.
Se for confirmado como uma estrela de nêutrons, este poderia ser o exemplar mais massivo já registrado. Por outro lado, se for um buraco negro, seria um dos mais leves conhecidos.
Com uma massa estimada entre 2,09 e 2,71 vezes maior que a do Sol, este objeto situa-se no extremo inferior de uma faixa pouco povoada, conhecida como o “gap de massa baixa”. Esta faixa, que varia entre 2,2 e 5 massas solares, é uma região onde a detecção de estrelas de nêutrons ou buracos negros é rara.
“O potencial identitário desse companheiro é empolgante”, afirma Ben Stappers, astrofísico da Universidade de Manchester. Ele destaca que um par formado por um pulsar e um buraco negro poderia ser crucial para validar teorias gravitacionais, enquanto uma estrela de nêutrons mais massiva poderia fornecer novas perspectivas sobre a física nuclear em condições de densidade extrema.
Estrelas de nêutrons e buracos negros têm origens semelhantes. Ambos são o resultado do colapso gravitacional do núcleo de uma estrela massiva ao final de sua vida.
A diferença principal entre eles reside em sua massa. Uma estrela de nêutrons pode chegar a até cerca de 2,3 vezes a massa do Sol. Ela é impedida de colapsar completamente por um princípio da mecânica quântica conhecido como pressão de degenerescência, que impede partículas semelhantes de ocuparem o mesmo estado ou espaço.
Uma estrela de nêutrons é, em essência, um núcleo atômico gigante, com suas partículas comprimidas ao máximo.
No entanto, com um aumento na massa, nem mesmo a pressão de degenerescência pode evitar um colapso total, levando à formação de buracos negros.
Apesar das expectativas teóricas, é raro observar buracos negros com menos de 5 massas solares, criando o que é conhecido como o gap de massa baixa.
Esse objeto em particular foi descoberto por uma equipe liderada por Ewan Barr e Arunima Dutta, do Instituto Max Planck para Astronomia de Rádio. Eles estavam investigando um pulsar de milissegundos incomum, o PSR J0514-4002E, localizado no aglomerado estelar NGC 1851, a aproximadamente 54.000 anos-luz do centro da nossa galáxia.
Utilizando o conjunto MEERKat na África do Sul, as observações de rádio indicaram a presença de um companheiro binário invisível ao pulsar, orbitando-o a cada 7,44 dias. O mistério residia em identificar esse companheiro.
Pulsares de milissegundos são estrelas de nêutrons que giram muito rapidamente, emitindo ondas de rádio em intervalos regulares. O PSR J0514-4002E gira 170 vezes por segundo, permitindo que os astrônomos detectem variações minúsculas nos pulsos para deduzir características do pulsar e de suas entidades orbitais.
Barr compara isso a empregar um cronômetro quase perfeito em órbita ao redor de uma estrela distante, medindo suas órbitas com precisão de microssegundos.
Através dos dados de tempo do pulsar, a equipe calculou a distância até o PSR J0514-4002E, a massa do pulsar e a massa total do sistema. Subtraindo a massa do pulsar, eles estimaram a massa do objeto misterioso.
Esse objeto é demasiadamente tênue para ser uma estrela da sequência principal e muito massivo para ser uma anã branca, deixando apenas duas possibilidades: estrela de nêutrons ou buraco negro.
Embora sua natureza exata ainda seja desconhecida, a equipe suspeita que seja o resultado de uma fusão de duas estrelas de nêutrons, similar a um evento detectado anos atrás que formou um objeto com 2,6 massas solares. Com um limite máximo de 2,76 massas solares, essa nova descoberta pode representar uma estrela de nêutrons maior, supondo que não seja um buraco negro.
Com essa descoberta, os pesquisadores estão ansiosos para continuar investigando e revelar sua verdadeira natureza.
“Ainda não terminamos com este sistema”, afirma Dutta. “Desvendar a natureza real do companheiro marcará um ponto de virada em nosso entendimento sobre estrelas de nêutrons, buracos negros e quaisquer outras entidades que possam existir dentro do gap de massa dos buracos negros.” [Science Alert]
