Objetos estranhos são localizados perto do buraco negro da Via Láctea

Agora já são seis os objetos anômalos encontrados; eles parecem gás, mas se comportam como estrelas

Órbitas dos objetos G, com o buraco negro supermassivo marcado com uma cruz branca. Estrelas, gás e poeira estão em segundo plano. Crédito: Anna Ciurlo, Tuan Do/Galactic Center Group, UCLA

Astrônomos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e do Observatório WM Keck descobriram mais quatro objetos bizarros no centro de nossa galáxia, não muito longe do buraco negro supermassivo chamado Sagitário A*, que agora está formando uma classe própria.

O estudo, que faz parte da Galactic Center Orbits Initiative da UCLA, consiste em 13 anos de dados retirados do Observatório Keck em Maunakea, no Havaí; os resultados foram publicados na revista “Nature”.

“Esses objetos parecem gás, mas se comportam como estrelas”, disse Andrea Ghez, física e astrônoma da UCLA.

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Essa nova classe de objetos, chamados objetos G, parece compacta na maioria das vezes e se estende quando suas órbitas os aproximam do buraco negro. Suas órbitas variam de 100 a 1.000 anos, disse Anna Ciurlo, pesquisadora de pós-doutorado da UCLA e principal autora do trabalho.

Ciurlo liderou o estudo enquanto participava do Programa de Visiting Scholars do Observatório Keck e rotulou os quatro novos objetos G3, G4, G5 e G6. Esse conjunto é um acréscimo ao primeiro par de objetos G encontrados perto do Centro Galáctico; O G1 foi descoberto pelo grupo de pesquisa de Ghez em 2005, seguido pelo G2, que foi descoberto por astrônomos na Alemanha em 2012.

População comum

“O fato de agora haver vários desses objetos observados perto do buraco negro significa que eles são, provavelmente, parte de uma população comum”, disse o coautor Randy Campbell, chefe de operações científicas do Observatório Keck.

Os pesquisadores determinaram órbitas para cada um dos objetos G recém-descobertos. Enquanto G1 e G2 têm órbitas semelhantes, G3, G4, G5 e G6 têm órbitas muito diferentes.

Ghez e sua equipe de pesquisa acreditam que o G2 provavelmente são duas estrelas que orbitaram o buraco negro em conjunto e se fundiram em uma estrela extremamente grande, envolta em poeira e gás incomumente espesso.

“No momento da aproximação mais próxima, o G2 tinha uma assinatura realmente estranha”, disse Ghez. “Já vimos isso antes, mas não parecia muito peculiar até chegar perto do buraco negro e se alongar, e grande parte de seu gás foi dilacerado. Ele deixou de ser um objeto bastante inócuo quando estava longe do buraco negro, tornou-se um que foi realmente esticado e distorcido na sua aproximação mais próxima e perdeu sua concha externa, e agora está ficando mais compacto novamente.”

“Uma das coisas que deixou todo mundo empolgado com os objetos G é que as coisas que são arrancadas deles pelas forças das marés, enquanto varrem pelo buraco negro central, devem inevitavelmente cair no buraco negro”, disse o coautor Mark Morris, professor de Física e Astronomia da UCLA. “Quando isso acontecer, poderá produzir um impressionante show de fogos de artifício, já que o material consumido pelo buraco negro esquentará e emitirá radiação abundante antes que desapareça no horizonte de eventos.”

Estrelas binárias

Ghez acredita que todos os seis objetos eram estrelas binárias – um sistema de duas estrelas em que uma orbita a outra – as quais se fundiram devido à forte força gravitacional do buraco negro supermassivo. A fusão de duas estrelas leva mais de um milhão de anos para ser concluída, disse ela.

“Fusões de estrelas podem estar acontecendo no universo com mais frequência do que pensávamos, e provavelmente são bastante comuns”, afirmou Ghez. “Buracos negros podem estar levando estrelas binárias a se fundirem. É possível que muitas das estrelas que estivemos vendo e não entendendo possam ser o produto final de fusões que estão calmas agora. Estamos aprendendo como as galáxias e os buracos negros evoluem. A maneira como as estrelas binárias interagem umas com as outras e com o buraco negro é muito diferente de como estrelas únicas interagem com outras estrelas únicas e com o buraco negro.”

Ciurlo observou que, embora o gás da carcaça externa do G2 tenha se esticado dramaticamente, sua poeira no interior do gás não se estendeu muito. “Algo deve ter mantido o tamanho compacto e permitido sobreviver ao encontro com o buraco negro”, disse Ciurlo. “Isso é evidência de um objeto estelar dentro do G2.”

“O conjunto de dados exclusivo que o grupo da professora Ghez reuniu por mais de 20 anos é o que nos permitiu fazer essa descoberta”, disse Ciurlo. “Agora temos uma população de objetos ‘G’, por isso não é uma questão de explicar um ‘evento único’ como o G2.”

Em setembro de 2019, a equipe de Ghez informou que o  buraco negro está ficando mais faminto  e não está claro o porquê. O alongamento do G2 em 2014 pareceu retirar gás que pode ter sido engolido recentemente pelo buraco negro, disse o coautor Tuan Do, cientista da UCLA.