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Astronomia04/02/2022

Localizado primeiro buraco negro errante a vagar pelo espaço

Simulação por computador de buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia: a descoberta de buracos negros errantes era bem mais complicada, mas o acaso parece ter favorecido os pesquisadores. Crédito: Nasa, ESA, and D. Coe, J. Anderson e R. van der Marel (STScI)

04/02/22 - 12h57min - Atualizado em 04/02/22 - 12h58min

Uma equipe internacional de pesquisadores confirmou que um possível evento de microlente gravitacional testemunhado em 2011 estava relacionado à presença de um buraco negro flutuando livremente pelo espaço interestelar – o primeiro desse tipo já observado. O grupo publicou em 31 de janeiro um artigo sobre suas descobertas no servidor de pré-impressão arXiv.

Já é aceito pelos cientistas há algum tempo que existem muitos buracos negros vagando pelo espaço interestelar. Até agora, porém, nenhum havia sido encontrado. A própria natureza de um buraco negro – objetos dos quais a luz não escapa, em meio à vastidão escura do universo – dificulta sua detecção. Ainda assim, a evidência de sua existência era forte.

Pesquisas anteriores mostraram que os buracos negros são frequentemente formados quando as estrelas chegam ao fim de suas vidas e seus núcleos colapsam, geralmente produzindo uma supernova. Como muitas dessas supernovas foram observadas, logicamente muitos buracos negros devem ter sido criados como resultado.

Lente gravitacional

Uma forma de encontrá-los é procurar efeitos de lente gravitacional, quando a luz das estrelas é dobrada pela força do buraco negro. Dadas as grandes distâncias, o efeito de lente é pequeno, tornando quase impossível detectar os objetos usando até mesmo os melhores telescópios modernos.

Em 2011, porém, uma conjunção de circunstâncias favoreceu a detecção. Duas equipes que procuravam essas lentes – o Optical Gravitational Lensing Experiment (Ogle), da Universidade de Varsóvia, na Polônia, e a Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), de pesquisadores da Nova Zelândia e do Japão – detectaram uma estrela repentinamente brilhante a 20 mil anos-luz de distância, na direção da protuberância galáctica densamente compactada no centro da Via Láctea. Intrigados, os pesquisadores – entre eles Kailash Sahu, do Space Telescope Science Institute em Baltimore (EUA), primeiro autor do artigo publicado no arXiv – começaram a analisar dados do telescópio espacial Hubble sobre essa área do espaço.

Por seis anos, eles observaram a mudança da luz, esperando que ela ocorresse devido à ampliação de um buraco negro. Mas descobriram algo diferente: a posição da estrela pareceu mudar. Segundo os pesquisadores, essa mudança só pode ser atribuída a um objeto em movimento invisível exercendo uma força que puxa a luz enquanto ela passa. Ou seja: um buraco negro interestelar.

Os pesquisadores continuaram a estudar a estrela e sua luz e acabaram por descartar a possibilidade de qualquer vir da lente. Eles também confirmaram que a ampliação da imagem teve uma longa duração – cerca de 300 dias. Os dois fatores são pré-requisitos para a confirmação da existência de um buraco negro.

Novas descobertas

“É superempolgante”, disse Marina Rejkuba, do Observatório Europeu do Sul (ESO) na Alemanha, coautora do artigo. “Podemos realmente provar que existem buracos negros isolados.”

Os pesquisadores conseguiram até medir o tamanho desse buraco negro: 7,1 massas solares. Eles também descobriram que ele está viajando a aproximadamente 45 km/h.

Muitas outras descobertas do gênero deverão ser feitas com os novos equipamentos que em breve ficarão à disposição dos cientistas. O telescópio Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA), por exemplo, está mapeando as posições de bilhões de estrelas na Via Láctea. Em 2025, os cientistas do projeto divulgarão dados de lentes de suas observações, e muitos outros casos de buracos negros errantes de massa estelar deverão aparecer, circulando em torno de nossa galáxia. “Os dados de Gaia serão de qualidade semelhante ou até melhor do que os do Hubble”, disse Łukasz Wyrzykowski, da Universidade de Varsóvia, coautor do artigo no arXiv e caçador de buracos negros errantes com o Gaia. Na opinião dele, os próximos dados de lentes trarão dezenas de candidatos adicionais.

Outras duas ferramentas importantes serão o Observatório Vera C. Rubin, no Chile, programado para iniciar uma pesquisa de 10 anos do céu noturno em 2023, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da Nasa, programado para ir ao espaço em 2027. Dotados de campos de visão muito amplos, ambos permitirão vistas panorâmicas repletas de estrelas nas quais um grande número de buracos negros errantes devem se ocultar.

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