NGC300 X-1 = Buraco Negro + Estrela Wolf-Rayet
Uma equipa de astrónomos utilizaram o VLT (Very Large Telescope) do ESO para estabelecer a natureza da mais intensa fonte de raios X da galáxia espiral NGC 300, situada a cerca de 6 milhões de anos luz (uma vizinha do Grupo Local a que pertence a Via Láctea).
O NGC300 X-1 foi descoberto pelos observatórios XMM-Newton e SWIFT em 2007.
O sistema emitia periodicamente raios-X de energia muito elevada, o que levou os astrónomos a suspeitar de que se tratasse de um buraco negro num sistema binário. Observações subsequentes no visual e ultravioleta com o instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph) no VLT demonstraram a natureza binária do NGC300 X-1.
O sistema é constituído por um buraco negro e uma estrela Wolf-Rayet maciça que orbitam em torno de um centro de gravidade comum em apenas 32 horas. O buraco negro captura material que escapa da estrela (as estrelas de Wolf-Rayet perdem massa a um ritmo muito elevado e a proximidade do buraco negro facilita ainda mais a captura). O dito material emite raios X quando é forçado a orbitar o buraco negro a grande velocidade num disco de acreção.
Esta espectacular descoberta estabelece um novo recorde para o buraco negro de massa estelar mais distante. Na realidade trata-se do primeiro objecto deste tipo identificado fora do Grupo Local.
Estes sistemas extremos são fascinantes!
E no Ciência Hoje:
“O Very Large Telescope, telescópio do Observatório Europeu do Sul (ESO), detectou o buraco negro estelar mais distante e mais maciço (com uma massa quinze vezes maior à do Sol) descoberto até hoje. Além disso, o objecto encontra-se em interacção com uma estrela que, em pouco tempo, irá dar origem, também ela, a um buraco negro.
Este buraco negro encontra-se numa galáxia espiral chamada NGC 300, situada a seis milhões anos-luz de distância. “Este é o buraco negro estelar mais distante descoberto até hoje para o qual foi possível calcular a massa. É também o primeiro que observamos fora da nossa vizinhança galáctica, o Grupo Local”, diz Paul Crowther (…).
O buraco negro tem uma “companheira”, uma estrela Wolf-Rayet, também com uma massa 20 vezes superior à do Sol. As estrelas Wolf-Rayet encontram-se no final das suas vidas e expelem a maior parte das suas camadas exteriores para o meio interestelar antes de explodirem sob a forma de supernovas, altura em que os seus núcleos implodem dando origem a buracos negros.
As novas observações obtidas pelo instrumento FORS2, montado no Very Large Telescope do ESO, mostram que o buraco negro e a estrela Wolf-Rayet dançam em volta um do outro com uma periocidade de 32 horas. Os astrónomos descobriram igualmente que o buraco negro se encontra a arrancar matéria da estrela à medida que os dois objectos orbitam em torno um do outro. “São realmente um ‘casal muito íntimo’”, refere o colaborador Robin Barnard, acrescentando que ainda não se sabe como surgiu esta ligação.
Apenas um outro sistema deste tipo foi previamente observado. No entanto, sistemas que comportem um buraco negro e uma estrela companheira não são desconhecidos dos astrónomos. (…)”
Texto do ESO:
Utilizando o Very Large Telescope do ESO os astrónomos detectaram, numa outra galáxia, o buraco negro estelar mais distante descoberto até hoje. Com uma massa de cerca de quinze vezes a massa do Sol, este é igualmente o segundo buraco negro mais maciço conhecido até hoje. O objecto encontra-se em interacção com uma estrela que, em pouco tempo, irá dar origem, também ela, a um buraco negro.
Os buracos negros estelares encontrados na Via Láctea possuem até cerca de dez vezes a massa do Sol, o que é bastante significativo. No entanto, fora da nossa Galáxia, pode bem ser que estes sejam jogadores de segunda divisão, já que os astrónomos descobriram outro buraco negro com uma massa superior a quinze vezes a massa solar. Este é um dos três objectos deste tipo encontrados até agora.
O novo buraco negro descoberto encontra-se numa galáxia espiral chamada NGC 300, situada a cerca de seis milhões de anos-luz de distância. “Este é o buraco negro estelar mais distante descoberto até hoje para o qual foi possível calcular a massa. É também o primeiro que observamos fora da nossa vizinhança galáctica, o Grupo Local, “ diz Paul Crowther, Professor de Astrofísica na Universidade de Sheffield e autor principal do artigo que apresenta este estudo. O buraco negro tem uma interessante companheira, uma estrela Wolf-Rayet, também ela com uma massa de cerca de 20 vezes a massa do Sol. As estrelas Wolf-Rayet encontram-se no final das suas vidas e expelem a maior parte das suas camadas exteriores para o meio interestelar antes de explodirem sob a forma de supernovas, altura em que os seus núcleos implodem dando origem a buracos negros.
Em 2007, um instrumento de raios X a bordo do observatório Swift da NASA observou a vizinhança da maior fonte de raios X na NGC 300, a qual tinha sido descoberta anteriormente pelo observatório de raios X, XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia. “Captámos emissão de raios X periódica e extremamente intensa, um sinal de que provavelmente um buraco negro se encontra na região,” explica Stefania Carpano, membro da equipa da ESA.
Graças às novas observações obtidas pelo instrumento FORS2, montado no Very Large Telescope do ESO, os astrónomos puderam confirmaram a hipótese anterior. Os novos dados mostram que o buraco negro e a estrela Wolf-Rayet dançam em volta um do outro numa valsa diabólica, com um período de cerca de 32 horas. Os astrónomos descobriram igualmente que o buraco negro se encontra a arrancar matéria da estrela à medida que os dois objectos orbitam em torno um do outro.
“São realmente um “casal muito íntimo”, diz o colaborador Robin Barnard. “ Como é que um sistema tão fortemente ligado se criou é ainda um mistério.”
Apenas um outro sistema deste tipo foi previamente observado. No entanto, sistemas comportando um buraco negro e uma estrela companheira não são desconhecidos dos astrónomos. Baseados nestes sistemas, os astrónomos deduziram uma ligação entre a massa do buraco negro e a química galáctica. “Observámos que a maioria dos buracos negros tendem a ser descobertos em galáxias pequenas que contêm menos elementos químicos “pesados”, diz Crowther. “Galáxias maiores, mais ricas nestes elementos pesados, tais como a Via Láctea, apenas conseguem produzir buracos negros de menor massa.” Os astrónomos acreditam que uma maior concentração de elementos químicos pesados influencia a evolução das estrelas, aumentando a quantidade de matéria expelida, o que resulta num buraco negro mais pequeno quando o resto finalmente colapsa.
Daqui a menos de um milhão de anos será a estrela Wolf-Rayet que explodirá como uma supernova dando origem a um buraco negro. “Se o sistema sobreviver a esta segunda explosão, dar-se-à a fusão dos dois buracos negros, processo que libertará enormes quantidades de energia sob a forma de ondas gravitacionais,” conclui Crowther. No entanto, demorará ainda alguns milhares de milhões de anos até que a fusão esteja completa. “O nosso estudo mostra que tais sistemas poderão existir e que os que já evoluíram para um buraco negro binário poderão ser detectados por sondas de ondas gravitacionais, tais como as LIGO ou Virgo.”
Últimos comentários