No coração de Omega Centauri, um dos aglomerados estelares mais massivos da Via Láctea, um objeto invisível finalmente traiu a sua presença.
Graças a mais de vinte anos de observações do Hubble, complementadas pelo James Webb, astrónomos identificaram o primeiro buraco negro de massa estelar confirmado neste ambiente extremamente denso.
Este aglomerado globular reúne cerca de 10 milhões de estrelas ligadas pela gravidade, a quase 18 000 anos-luz da Terra. Os modelos preveem, no entanto, que também deverá abrigar perto de 10 000 pequenos buracos negros. Até agora, estes vestígios de estrelas mortas permaneciam quase impossíveis de distinguir no meio desta multidão luminosa.
O novo objeto, batizado oMEGACat BH-2, não foi detetado graças a raios X ou a emissões de rádio. Os investigadores acompanharam o minúsculo deslocamento de uma estrela visível. A sua trajetória indicava que orbitava um companheiro escuro, suficientemente massivo para só poder ser um buraco negro de massa estelar.
As medições baseiam-se em imagens captadas pelo Hubble entre 2002 e 2023, depois refinadas com as capacidades infravermelhas do James Webb. Esta combinação permitiu acompanhar a posição da estrela com uma precisão inferior a um pixel. Os astrónomos reconstituíram assim uma parte importante da sua órbita em torno do objeto invisível.
A massa do buraco negro atinge cerca de 4,46 vezes a massa do Sol. A sua estrela companheira representa apenas 0,78 massas solares. Um estudo anterior considerava antes uma estrela de neutrões, mas a nova estimativa exclui essa possibilidade. O objeto escuro é demasiado pesado para pertencer a esta categoria de restos estelares.
Imagem composta de ω Cen realizada a partir de imagens do HST.
À esquerda : posição da estrela visível em relação ao centro do aglomerado (J. Anderson & RP van der Marel 2010 ; M. Häberle et al. 2024b ).
À direita : vista aproximada da estrela visível e das suas vizinhas, nomeadamente uma estrela brilhante do ramo horizontal situada a cerca de 1″ a noroeste.
Crédito da imagem : ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA).
Omega Centauri contém poucos elementos pesados, uma característica que geralmente favorece a formação de buracos negros mais massivos. oMEGACat BH-2 situa-se, portanto, abaixo dos valores esperados.
O par apresenta outra particularidade: a estrela completa uma revolução em cerca de 94 anos. Trata-se do período orbital mais longo conhecido para um sistema binário que contém um buraco negro. Os dois objetos provavelmente não nasceram juntos, mas ter-se-ão encontrado devido a interações gravitacionais no aglomerado.
Esta associação poderá, no entanto, ser temporária à escala cósmica. As simulações indicam que os encontros com outras estrelas acabarão por separar o par em menos de mil milhões de anos.