Os buracos negros são objetos cósmicos fascinantes que intrigam os cientistas há décadas.
Em relação aos seus tamanhos, até hoje, foram identificados dois tipos desses objetos: (1) os buracos negros de massa estelar, com até 100 vezes a massa do Sol; (2) os buracos negros supermassivos, que residem no centro das galáxias e possuem massas que variam de milhões a bilhões de vezes a massa solar.
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No entanto, um enigma persiste: o que aconteceu com os buracos negros de massa intermediária, com massas entre 100 vezes e um milhão de massas solares?
Ou seja, entre as duas faixas de massa há uma lacuna inexplicável.
Essa questão intriga os especialistas, que se perguntam se os buracos negros de massa intermediária realmente existem ou se até agora não conseguimos detectá-los.
Os buracos negros de massa estelar são formados a partir do colapso do núcleo de estrelas massivas e de fusões subsequentes com outros objetos.
No entanto, a formação dos buracos negros supermassivos ainda é incerta. Acredita-se que eles possam crescer por meio de fusões sucessivas de buracos negros menores ou pelo acúmulo de material ao longo do tempo.
A existência dos buracos negros de massa intermediária seria uma pista crucial para entender a formação e a evolução desses objetos cósmicos.
Esses buracos negros de tamanho médio indicariam que eles podem começar pequenos e crescer ao longo do tempo, preenchendo a lacuna entre as duas faixas de massa conhecidas.
No entanto, a escassez de detecções desses buracos negros é um desafio para essa teoria.
Uma possível localização para esses buracos negros de massa intermediária é nos núcleos de aglomerados globulares – agrupamentos densos e esféricos de estrelas que se formaram ao mesmo tempo a partir da mesma nuvem de gás.
Estudos anteriores que analisaram aglomerados globulares revelaram concentrações de massa em seus centros, consistentes com a presença de buracos negros de massa intermediária.
Recentemente, uma descoberta intrigante ocorreu no aglomerado globular Messier 4, localizado a cerca de 6.000 anos-luz da Terra.
Utilizando os telescópios espaciais Hubble e Gaia, uma equipe de pesquisadores rastreou os movimentos de cerca de 6.000 estrelas no aglomerado (VITRAL, 2023).
Eles procuravam por pistas de órbitas estelares ao redor de uma massa pequena e densa que poderia indicar a presença de um buraco negro de massa intermediária.
Embora os buracos negros sejam normalmente invisíveis, exceto quando estão absorvendo matéria ativamente, as órbitas das estrelas poderiam fornecer uma pista confiável.
Os cálculos revelaram a presença de uma massa de aproximadamente 800 vezes a massa solar, mas sua natureza exata ainda é incerta.
Os pesquisadores conduziram modelagens computacionais adicionais para refinar suas conclusões.
Em uma das hipóteses, a remoção das estrelas do aglomerado globular resultaria na dispersão da massa em uma área maior, sugerindo a possibilidade de um enxame de buracos negros menores.
No entanto, essa hipótese foi descartada, pois a massa não estava distribuída em uma região espacial grande o suficiente para suportar essa teoria.
Além disso, a existência de um enxame de buracos negros causaria interações gravitacionais intensas que resultariam na expulsão das estrelas do aglomerado, o que não foi observado.
Dessa forma, a explicação mais plausível é a presença de um único buraco negro de massa intermediária no aglomerado globular Messier 4.
Embora não seja possível afirmar com certeza absoluta, a concentração de massa observada é muito pequena para ser explicada por outros mecanismos estelares conhecidos.
No entanto, pesquisas adicionais são necessárias para confirmar essa descoberta e compreender melhor a natureza desse buraco negro.
Diante disso, os cientistas recomendam observações futuras utilizando o Hubble e o Telescópio Espacial James Webb para obter informações mais precisas sobre os movimentos das estrelas no aglomerado.
Esses estudos adicionais ajudarão a fornecer evidências mais robustas sobre a existência dos buracos negros de massa intermediária e contribuirão para solucionar um dos mistérios mais intrigantes sobre esses objetos cósmicos.
Referências
VITRAL, Eduardo et al. An elusive dark central mass in the globular cluster M4. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 522, n. 4, p. 5740-5757, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 26 maio 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Elo perdido dos buracos negros pode estar oculto bem próximo da Terra. Ciência Mundo, maio 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
