Há lugares no Universo onde tantas estrelas estão comprimidas em uma pequena região que encontrar um único objeto entre elas se torna um verdadeiro desafio. Ômega Centauri é um desses lugares.
Esse enorme aglomerado estelar, localizado a cerca de 18 mil anos-luz da Terra, abriga milhões de estrelas. Entre elas, porém, havia um habitante que não podia ser visto diretamente. Sua presença só ficou evidente porque uma estrela próxima começou a denunciar, por meio de seu movimento, a influência gravitacional de algo invisível.
A investigação, feita com dados acumulados ao longo de mais de duas décadas, levou à identificação do oMEGACat BH-2, o primeiro buraco negro de massa estelar encontrado em Ômega Centauri.
Uma órbita revelou aquilo que os telescópios não conseguiam enxergar
A grande dificuldade para encontrar um buraco negro é justamente sua natureza. Sem emitir luz própria detectável, ele precisa ser identificado pelos efeitos que provoca ao redor.
Foi isso que aconteceu neste caso.
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Entrar no Canal do WhatsAppOs pesquisadores acompanharam uma estrela visível e reconstruíram seu deslocamento no céu ao longo dos anos. Pequenas alterações em sua trajetória indicavam que ela estava submetida à atração de um objeto que não aparecia nas imagens.
Para conseguir medir essas mudanças minúsculas, a equipe recorreu à astrometria, uma técnica que permite determinar com enorme precisão a posição e o movimento das estrelas.
Os dados do Telescópio Espacial Hubble, coletados entre 2002 e 2023, foram combinados com observações do Telescópio Espacial James Webb. Essa combinação aumentou a precisão necessária para separar o movimento real da estrela em meio ao gigantesco número de astros presentes no aglomerado.
O tamanho do objeto surpreendeu os astrônomos
Depois de reconstruir a dinâmica do sistema, os pesquisadores conseguiram estimar a massa do companheiro invisível.
O resultado chegou a 4,46 vezes a massa do Sol.
Essa medida foi decisiva. O objeto é pesado demais para ser interpretado como uma estrela de nêutrons, mas está dentro da faixa esperada para um buraco negro de massa estelar. A estrela que o acompanha possui aproximadamente 0,78 massa solar.
Há ainda outro detalhe incomum. Ômega Centauri é um ambiente com baixa metalicidade, e os modelos de formação estelar sugerem que as condições desse tipo deveriam favorecer a produção de buracos negros mais pesados.
O oMEGACat BH-2, entretanto, apresenta uma massa relativamente baixa. Isso transforma o objeto em uma peça importante para testar os modelos que explicam como estrelas antigas originam buracos negros.
Uma volta completa leva quase um século
O sistema também chama atenção pela lentidão de sua dança cósmica.
A estrela companheira precisa de aproximadamente 94 anos para completar uma órbita ao redor do buraco negro. É o período orbital mais longo conhecido para um sistema binário desse tipo.
Os pesquisadores acreditam que essa configuração provavelmente não surgiu porque os dois objetos nasceram juntos. Em um aglomerado tão densamente povoado, encontros gravitacionais podem aproximar estrelas e buracos negros que originalmente pertenciam a sistemas diferentes.
Isso também significa que o sistema não deve durar para sempre. Interações com outras estrelas podem desestabilizar a dupla em menos de 1 bilhão de anos, um intervalo pequeno quando comparado à idade estimada de 12 bilhões de anos de Ômega Centauri.
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O primeiro pode abrir caminho para muitos outros
A descoberta ganha ainda mais importância porque os modelos indicam que Ômega Centauri poderia esconder milhares de buracos negros de massa estelar.
Durante muito tempo, esses objetos foram difíceis de localizar porque as estratégias tradicionais dependiam de sinais produzidos por matéria sendo capturada pelo buraco negro. O novo resultado mostra que seguir o movimento de estrelas companheiras também pode revelar esses habitantes invisíveis.
A técnica poderá ser aplicada a outros aglomerados globulares. Com observações futuras do Hubble e do Webb, os astrônomos esperam encontrar sistemas semelhantes e compreender melhor como eles surgem, evoluem e eventualmente podem contribuir para eventos de ondas gravitacionais.
