Um Mistério Espacial Potencialmente o Buraco Negro já encontrado
Algo de invulgar está a acontecer nos confins da Via Láctea. Num aglomerado de estrelas na periferia da nossa galáxia, os astrónomos detectaram um objeto compacto envolvido numa dança orbital com um pulsar de milissegundos. Acreditam que só pode ser uma estrela de neutrões ou um buraco negro, o que seria uma descoberta emocionante.
Além disso, se se tratar de uma estrela de neutrões, poderá ser a mais maciça observada até agora. Em alternativa, se for um buraco negro, será o menos maciço dos seus congéneres.
Uma Dança Estelar com uma Companheira Misteriosa
Pesando entre 2,09 e 2,71 vezes a massa do Sol, este objeto reside no limite inferior de uma região designada por intervalo de massa inferior. De 2,2 a 5 massas solares, este intervalo é escassamente povoado por estrelas de neutrões ou buracos negros detectados.
O astrofísico Ben Stappers, da Universidade de Manchester, considera fascinantes os dois resultados potenciais para a companheira. Testar as teorias gravitacionais com um sistema pulsar-buraco negro e obter novos conhecimentos sobre física nuclear de alta densidade com uma estrela de neutrões de grande porte são perspectivas igualmente interessantes.
Além disso, as estrelas de neutrões e os buracos negros partilham uma relação estreita. Surgem como entidades superdensas resultantes do colapso gravitacional do núcleo de uma estrela maciça durante o seu desaparecimento.
A principal diferença reside na massa. É importante notar que a pressão de degenerescência impede que uma estrela de neutrões – que tem uma massa máxima de cerca de 2,3 vezes a do Sol – entre em colapso total. A fonte desta pressão é a impossibilidade de partículas com qualidades quânticas comparáveis habitarem o mesmo estado, incluindo um espaço físico particular.
As partículas no interior de uma estrela de neutrões agrupam-se densamente, assemelhando-se a um núcleo atómico colossal, espremendo os componentes até à sua proximidade máxima.
O aumento da massa e mesmo a pressão de degenerescência tornam-se insuficientes para travar o colapso. Como resultado, teoricamente, os núcleos mais massivos deveriam sofrer um colapso completo, formando buracos negros.
Desvendando a Enigmática Companheira
Embora o limite superior para a massa das estrelas de neutrões seja de aproximadamente 2,3 massas solares, foram identificados muito poucos buracos negros com menos de cinco massas solares. Curiosamente, o intervalo inexplorado entre estes valores é designado por intervalo de massa inferior.
Os astrofísicos Ewan Barr e Arunima Dutta, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, juntamente com uma equipa internacional, identificaram o objeto através da investigação de um peculiar pulsar de milissegundos chamado PSR J0514-4002E. O aglomerado estelar NGC 1851 alberga este pulsar, situado a cerca de 54.000 anos-luz do centro galáctico.
Utilizando dados de rádio recolhidos pelo conjunto MEERKat na África do Sul, os investigadores descobriram a existência de uma companheira binária não revelada que orbita o pulsar a cada 7,44 dias – a investigação visava desvendar a identidade deste objeto misterioso.
Os pulsares de milissegundo, como o PSR J0514-4002E, são estrelas de neutrões caracterizadas por uma rotação extremamente rápida. Girando a 170 vezes por segundo, emitem ondas de rádio precisamente cronometradas, semelhantes a impulsos rítmicos. A precisão destes impulsos permite aos astrónomos detetar variações mínimas, possibilitando o cálculo das características do pulsar, da sua distância e da presença de eventuais companheiros binários.
Barr explica que é comparável a colocar um cronómetro quase perfeito em órbita de uma estrela a cerca de 40.000 anos-luz de distância e depois ter a capacidade de cronometrar essas órbitas com uma precisão de microssegundos.
Uma Abordagem Calculada à Descoberta
Usando os dados de cronometragem do pulsar, a equipa calculou a distância ao PSR J0514-4002E, a massa do pulsar e a massa total do sistema. Ao subtrair a massa do pulsar, deduziram a massa da enigmática companheira.
A fraca luminosidade exclui a possibilidade de o objeto ser uma estrela da sequência principal, e a sua massa excede a de uma anã branca (o objeto compacto mais leve no espetro das estrelas mortas). Isto reduz as opções a duas: ou é uma estrela de neutrões ou um buraco negro.
Estrela de Neutrões ou Buraco Negro?
É impossível identificar definitivamente se se trata de uma estrela de neutrões ou de um buraco negro. No entanto, os investigadores especulam que poderá resultar de uma fusão entre duas estrelas de neutrões. Fazendo um paralelo com uma colisão anterior detectada através de ondas gravitacionais, que produziu um objeto de 2,6 massas solares, existe a possibilidade de esta recente descoberta, com um limite superior de 2,76 massas solares, poder ser uma estrela de neutrões gigante. A ressalva é a incerteza de um ou outro ser um buraco negro.
Feita a descoberta, os investigadores estão determinados a desvendar a identidade do enigmático objeto.
Para concluir, Dutta sublinha que a investigação deste sistema está em curso. Ela observa que desvendar a verdadeira identidade do companheiro representará um momento crucial no avanço da sua compreensão das estrelas de neutrões, buracos negros e quaisquer outras entidades misteriosas dentro do intervalo de massa dos buracos negros.
Leia o Artigo Original: ScienceAlert
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