As estrelas que orbitam o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, a Via Láctea, estão perdendo misteriosamente seus companheiros binários, mostraram observações do Observatório Keck no Havaí.
As estrelas geralmente vêm em múltiplos. Na vizinhança do nosso sol, a fração de sistemas estelares binários é de 70%, o que significa que de cada 100 estrelas, 70 existem em sistemas binários. Para estrelas massivas, essa fração é ainda maior, com quase todas aparecendo como binárias ou trigêmeas.
No centro da nossa via Láctea galáxia, no entanto, é uma história diferente.
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Uma equipe liderada por Devin Chu, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, analisou 10 anos de observações rastreando 28 estrelas orbitando o centro de nossa galáxia. buraco negro supermassivoque é conhecido como Sagitário A* e tem uma massa de 4,1 milhões de vezes a do sol. Todas as estrelas orbitam dentro de um mês-luz (480 bilhões de milhas, ou 777 bilhões de quilômetros) do buraco negro.
Dezesseis dessas chamadas “estrelas S” – em homenagem ao buraco negro – são muito jovens (menos de seis milhões de anos) e dezenas de vezes mais massivas que o nosso sol.
“Em primeiro lugar, estrelas tão jovens nem deveriam estar perto do buraco negro”, disse Chu em um declaração (abre em nova aba). “Eles não poderiam ter migrado para esta região em apenas seis milhões de anos, mas ter uma forma estelar em um ambiente tão hostil é surpreendente.”
A equipe de Chu estava procurando por binários espectroscópicos. Às vezes, nem mesmo nossos melhores telescópios podem resolver um sistema binário em duas estrelas individuais. Nesses casos, a única maneira de distinguir os componentes é observando seu espectro combinado e observando um deslocamento Doppler na luz causado pelas estrelas orbitando uma ao redor da outra.
No entanto, a equipe de Chu descobriu que nenhuma das estrelas S são binárias – todas elas são singletons, confundindo as expectativas de que estrelas massivas geralmente se formam em sistemas binários ou mesmo trigêmeos. A partir de suas observações, Chu e seus colegas conseguiram colocar um limite superior na fração de binários em torno de Sagitário A* como sendo de no máximo 47%, muito menor do que na vizinhança do nosso Sol.
“Essa diferença fala sobre o ambiente incrivelmente interessante do centro de nossa galáxia; não estamos lidando com um ambiente normal aqui”, disse Chu.
Supondo que essas estrelas massivas se formaram como binárias, o que aconteceu com suas companheiras? Uma possibilidade é que a poderosa gravidade do buraco negro foi capaz de dividir os sistemas binários, arremessando uma das estrelas para fora da galáxia completamente. Essa hipótese é apoiada pela população das chamadas estrelas de hipervelocidade que os astrônomos observaram saindo da galáxia a mais de 1,6 milhão de km/h.
Outra possibilidade é que a gravidade do buraco negro tenha perturbado os sistemas binários o suficiente para que pares de estrelas colidissem e se fundissem. A estrela fundida seria rejuvenescida, parecendo muito mais jovem do que realmente é, o que poderia ajudar a explicar por que estrelas que parecem tão jovens são encontradas em um ambiente onde é improvável que possam ter se formado.
“Isto… sugere que o buraco negro impulsiona essas estrelas binárias próximas a se fundirem ou serem interrompidas, o que tem implicações importantes para a produção de ondas gravitacionais (abre em nova aba) e estrelas de hipervelocidade ejetadas do centro galáctico”, disse Chu. O próximo passo, disseram os membros da equipe, é aprender como a fração binária muda com a distância de Sagitário A*.
O novo estudo (abre em nova aba) foi publicado na semana passada no The Astrophysical Journal.
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