Primeiro Buraco Negro Verdadeiramente Isolado Descoberto no Cosmos

Crédito: Ilustração de um buraco negro solitário de massa estelar. (FECYT/IAC)

Pela primeira vez, foi confirmado que um buraco negro solitário está à deriva no cosmos. Após muita expectativa, um exame mais detalhado revelou a verdadeira natureza deste objeto misterioso.

A análise mais recente revela que o buraco negro tem uma massa de aproximadamente 7,15 vezes a do Sol, está localizado a cerca de 4.958 anos-luz de distância e viaja pelo espaço a uma velocidade de aproximadamente 51 quilômetros por segundo.

O que torna este buraco negro verdadeiramente único é que ele é o único buraco negro solitário confirmado à deriva no Universo. Pesquisadores normalmente encontram buracos negros deste tipo com companheiros, geralmente estrelas em nossa galáxia. São as oscilações sutis nessas estrelas mais visíveis que revelam a presença do buraco negro.

A distâncias maiores, cientistas detectaram pares de buracos negros pelas ondas gravitacionais que eles produzem enquanto orbitam um ao outro e eventualmente se fundem.

Sem um companheiro, este buraco negro se revelou através de um processo diferente conhecido como microlente gravitacional. Sua forte gravidade distorceu a luz de uma estrela distante, ampliando-a e alterando brevemente sua posição aparente no céu.

A massa estimada da lente, juntamente com a ausência de luz emitida, aponta para um buraco negro. No entanto, o processo de identificação não foi tão simples quanto parece.

Detecção Inicial em 2011: Dados de Pesquisas do OGLE e do MOA Revelam Evento Raro

O objeto foi detectado pela primeira vez em 2011 por meio de dados de duas pesquisas independentes que buscavam especificamente esse tipo de evento: o Experimento de Lentes Gravitacionais Ópticas (OGLE) e o Observações de Microlentes em Astrofísica (MOA).

O Telescópio Espacial Hubble realizou oito observações de acompanhamento ao longo de seis anos para medir a extensão da distorção na luz estelar. Dezesseis telescópios diferentes coletaram dados fotométricos, e os pesquisadores fizeram observações espectrais no ponto de amplificação máxima.

Em conjunto, esses dados sugeriram a presença de um buraco negro solitário com massa de aproximadamente 7,1 vezes a do Sol, localizado a cerca de 5.153 anos-luz de distância.

No entanto, uma segunda análise em 2022, que utilizou dados adicionais do Hubble, chegou a uma conclusão diferente. Essa equipe revisou a estimativa de massa para uma faixa entre 1,6 e 4,4 massas solares. Como esse valor é tipicamente muito baixo para um buraco negro, eles sugeriram que uma estrela de nêutrons poderia ser uma candidata mais provável.

No entanto, uma série de estudos subsequentes, incluindo um da equipe da estrela de nêutrons, forneceu um suporte mais forte para a teoria do buraco negro.

Crédito: O campo estelar ao redor do objeto com lente, denominado “Fonte”. As posições das estrelas estão marcadas para as observações de 2011 (verde) e 2022 (vermelho). (Sahu et al., ApJ, 2025)

Nova Análise Confirma Identidade: Dados Estendidos do Hubble e do OGLE

Uma nova análise, que envolve vários cientistas do estudo original, verifica claramente essa identidade. Ela incorpora três observações adicionais do Hubble, estendendo o período para 11 anos, juntamente com dados atualizados do OGLE.

Em um novo artigo, a equipe escreve: “Ao incorporar as observações adicionais do Hubble e a fotometria atualizada em nossa análise revisada, alcançamos resultados mais precisos que ainda estão em linha com nossas medições anteriores e reafirmamos nossa conclusão de que a lente é um buraco negro de massa estelar.”

Um grande desafio na observação da lente é que a estrela próxima ofusca a luz da estrela de fundo. Para superar isso, os cientistas tiveram que subtrair meticulosamente a luz extra em cada observação e também ajustar as mudanças causadas pelas condições térmicas variáveis ​​durante cada órbita do Hubble.

A equipe também procurou por sinais de um objeto companheiro e descobriu que não há nenhum objeto com mais de 0,2 massas solares a uma distância de pelo menos 2.000 vezes a distância Terra-Sol.

Embora este possa ser o primeiro buraco negro solo confirmado, certamente não é o único. O universo provavelmente está repleto desses foras-da-lei invisíveis, embora seja incrivelmente raro que um deles se manifeste para nós.

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