{"id":7403,"date":"2024-10-25T06:21:44","date_gmt":"2024-10-25T05:21:44","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7403"},"modified":"2024-10-25T06:21:44","modified_gmt":"2024-10-25T05:21:44","slug":"fisicos-descobrem-o-primeiro-buraco-negro-num-sistema-triplo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/10\/25\/fisicos-descobrem-o-primeiro-buraco-negro-num-sistema-triplo\/","title":{"rendered":"F\u00edsicos descobrem o primeiro buraco negro num sistema triplo"},"content":{"rendered":"
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Esta representa\u00e7\u00e3o art\u00edstica mostra o buraco negro central, V404 Cygni (ponto preto), no processo de consumir uma estrela pr\u00f3xima (corpo laranja \u00e0 esquerda), enquanto uma segunda estrela (flash branco \u00e0 direita) orbita a uma dist\u00e2ncia muito maior.\nCr\u00e9dito: Jorge Lugo<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Muitos dos buracos negros detetados at\u00e9 \u00e0 data parecem fazer parte de um par. Estes sistemas bin\u00e1rios s\u00e3o constitu\u00eddos por um buraco negro e um objeto secund\u00e1rio – como uma estrela, uma muito mais densa estrela de neutr\u00f5es ou outro buraco negro – que giram \u00e0 volta um do outro, atra\u00eddos pela gravidade do buraco negro para formar um par orbital \u00edntimo.<\/p>\n\n\n\n

Agora, uma descoberta surpreendente est\u00e1 a expandir a nossa imagem dos buracos negros, dos objetos que podem albergar e da maneira como se formam.<\/p>\n\n\n\n

Num estudo publicado na revista Nature, f\u00edsicos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e do Caltech (California Institute of Technology) afirmam ter observado pela primeira vez um sistema triplo que conta com a presen\u00e7a de um buraco negro. O novo sistema cont\u00e9m um buraco negro central que est\u00e1 a consumir uma pequena estrela e que completa uma \u00f3rbita a cada 6,5 dias – uma configura\u00e7\u00e3o semelhante \u00e0 maioria dos sistemas bin\u00e1rios. Mas, surpreendentemente, uma segunda estrela parece estar tamb\u00e9m a orbitar o buraco negro, embora a uma dist\u00e2ncia muito maior. Os f\u00edsicos estimam que esta companheira distante complete uma \u00f3rbita em torno do buraco negro a cada 70.000 anos.<\/p>\n\n\n\n

O facto de o buraco negro parecer ter influ\u00eancia gravitacional sobre um objeto t\u00e3o distante est\u00e1 a levantar quest\u00f5es sobre as origens do pr\u00f3prio buraco negro. Pensa-se que os buracos negros se formam a partir da explos\u00e3o violenta de uma estrela moribunda – um processo conhecido como supernova, atrav\u00e9s do qual uma estrela liberta uma enorme quantidade de energia e luz numa explos\u00e3o final antes de colapsar para formar um buraco negro invis\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, a descoberta da equipa sugere que, se o buraco negro rec\u00e9m-observado resultasse de uma supernova t\u00edpica, a energia que teria libertado antes de entrar em colapso teria ejetado quaisquer objetos fracamente ligados na sua periferia. A segunda estrela, a mais externa, n\u00e3o deveria, portanto, estar ainda por perto.<\/p>\n\n\n\n

Ao inv\u00e9s, a equipa suspeita que o buraco negro se formou atrav\u00e9s de um processo mais gentil de “colapso direto”, no qual uma estrela simplesmente colapsa sobre si pr\u00f3pria, formando um buraco negro sem um \u00faltimo dram\u00e1tico fulgor. Uma origem t\u00e3o gentil dificilmente perturbaria quaisquer objetos distantes e fracamente ligados pela gravidade.<\/p>\n\n\n\n

Como o novo sistema triplo inclui uma estrela muito distante, isto sugere que o buraco negro do sistema nasceu atrav\u00e9s de um colapso mais gentil e direto. E embora os astr\u00f3nomos j\u00e1 observem h\u00e1 s\u00e9culos supernovas mais violentas, a equipa afirma que o novo sistema triplo pode ser a primeira evid\u00eancia de um buraco negro que se formou a partir deste processo mais moderado.<\/p>\n\n\n\n

“N\u00f3s pensamos que a maior parte dos buracos negros se formam a partir de explos\u00f5es estelares violentas, mas esta descoberta ajuda a p\u00f4r isso em causa”, diz o autor do estudo Kevin Burdge, bolseiro do Departamento de F\u00edsica do MIT. “Este sistema \u00e9 muito interessante para a evolu\u00e7\u00e3o dos buracos negros e tamb\u00e9m levanta a quest\u00e3o de saber se existem mais triplos por a\u00ed”.<\/p>\n\n\n\n

Movimento conjunto<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A descoberta do buraco negro neste sistema triplo surgiu quase por acaso. Os f\u00edsicos descobriram-no enquanto pesquisavam no Aladin Lite, um reposit\u00f3rio de observa\u00e7\u00f5es astron\u00f3micas, agregadas a partir de telesc\u00f3pios no espa\u00e7o e em todo o mundo. Os astr\u00f3nomos podem utilizar a ferramenta online para procurar imagens da mesma parte do c\u00e9u, tiradas por diferentes telesc\u00f3pios que est\u00e3o sintonizados para v\u00e1rios comprimentos de onda de energia e luz.<\/p>\n\n\n

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\"\"\/<\/a>
a) Uma imagem de V404 Cygni e da sua companheira pelo Pan-STARRS, usando a interface Aladin, com V404 Cygni e a estrela mais distante marcados a vermelho e a separa\u00e7\u00e3o de 1,43 segundos de arco indicada a azul. Descobriu-se que o sistema era triplo quando os astr\u00f3nomos visualizaram a fonte no Aladin e inspecionaram a astrometria do Gaia na interface, encontrando uma concord\u00e2ncia not\u00e1vel nos movimentos pr\u00f3prios medidos destas duas fontes;
b) Um gr\u00e1fico das posi\u00e7\u00f5es e vectores de movimento pr\u00f3prio de todas as estrelas no campo, com V404 Cygni e a sua estrela distante indicados a vermelho;
c): amplia\u00e7\u00e3o do bin\u00e1rio interno de V404 Cygni.
Cr\u00e9dito: Burdge et al., 2024<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A equipa tem vindo a procurar sinais de novos buracos negros na nossa Gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea. Por curiosidade, Burdge analisou uma imagem de V404 Cygni – um buraco negro a cerca de 8000 anos-luz da Terra que foi um dos primeiros objetos a ser confirmado como buraco negro, em 1992. Desde ent\u00e3o, V404 Cygni tornou-se um dos buracos negros mais estudados, tendo sido documentado em mais de 1300 artigos cient\u00edficos. No entanto, nenhum desses estudos relatou o que Burdge e os seus colegas observaram.<\/p>\n\n\n\n

Ao olhar para as imagens \u00f3ticas de V404 Cygni, Burdge viu o que pareciam ser duas manchas de luz, surpreendentemente pr\u00f3ximas uma da outra. A primeira mancha era o que outros determinaram ser o buraco negro e uma estrela interior, que orbitava muito perto. A estrela est\u00e1 t\u00e3o pr\u00f3xima que est\u00e1 a “derramar” algum do seu material sobre o buraco negro, emitindo a luz que Burdge conseguiu ver. A segunda mancha de luz, no entanto, foi algo que os cientistas n\u00e3o investigaram rigorosamente, at\u00e9 agora. Burdge determinou que essa segunda luz vinha muito provavelmente de uma estrela muito distante.<\/p>\n\n\n\n

“O facto de podermos ver duas estrelas separadas a esta dist\u00e2ncia significa que as estrelas t\u00eam de estar muito afastadas uma da outra”, diz Burdge, que calculou que a estrela exterior est\u00e1 a 3500 UA do buraco negro (1 UA, ou unidade astron\u00f3mica, \u00e9 a dist\u00e2ncia entre a Terra e o Sol, cerca de 150 milh\u00f5es de quil\u00f3metros). Por outras palavras, a estrela exterior est\u00e1 3500 vezes mais longe do buraco negro do que a Terra est\u00e1 do Sol. Este valor \u00e9 tamb\u00e9m igual a 100 vezes a dist\u00e2ncia entre Plut\u00e3o e o Sol.<\/p>\n\n\n\n

A quest\u00e3o que se colocou ent\u00e3o foi a de saber se a estrela exterior estaria ligada ao buraco negro e \u00e0 sua estrela interior. Para responder a esta quest\u00e3o, os investigadores recorreram ao Gaia, um sat\u00e9lite que, desde 2014, tem seguido com precis\u00e3o os movimentos de muitas estrelas da nossa Gal\u00e1xia. A equipa analisou os movimentos da estrela interior e da exterior ao longo dos \u00faltimos 10 anos de dados do Gaia e descobriu que as estrelas se moviam exatamente em conjunto, em compara\u00e7\u00e3o com outras estrelas vizinhas. A equipa calculou que a probabilidade deste tipo de movimento em conjunto \u00e9 de cerca de uma em 10 milh\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 quase certo que n\u00e3o se trata de uma coincid\u00eancia ou acidente”, diz Burdge. “Estamos a ver duas estrelas que se est\u00e3o a seguir uma \u00e0 outra porque est\u00e3o ligadas por este fraco cord\u00e3o gravitacional. Por isso, este tem de ser um sistema triplo”.<\/p>\n\n\n\n

Puxando os cordelinhos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Como \u00e9 que o sistema se pode ter formado? Se o buraco negro tivesse surgido de uma supernova t\u00edpica, a explos\u00e3o violenta teria ejetado a estrela exterior h\u00e1 muito tempo.<\/p>\n\n\n\n

“Imagine que est\u00e1 a puxar um papagaio de papel e, em vez de um cord\u00e3o forte, est\u00e1 a puxar com uma teia de aranha”, diz Burdge. “Se puxarmos com demasiada for\u00e7a, a teia parte-se e perdemos o papagaio. A gravidade \u00e9 como uma corda muito fraca e se fizermos algo de dram\u00e1tico ao bin\u00e1rio interior, perdemos a estrela exterior”.<\/p>\n\n\n\n

Para realmente testar esta ideia, Burdge efetuou simula\u00e7\u00f5es para ver como um tal sistema triplo poderia ter evolu\u00eddo e retido a estrela exterior.<\/p>\n\n\n\n

No in\u00edcio de cada simula\u00e7\u00e3o, introduziu tr\u00eas estrelas (sendo a terceira o buraco negro, antes de se tornar um buraco negro). Em seguida, executou dezenas de milhares de simula\u00e7\u00f5es, cada uma com um cen\u00e1rio ligeiramente diferente de como a terceira estrela poderia ter-se tornado um buraco negro, afetando subsequentemente os movimentos das outras duas estrelas. Por exemplo, simulou uma supernova, variando a quantidade e a dire\u00e7\u00e3o da energia que libertava. Simulou tamb\u00e9m cen\u00e1rios de colapso direto, em que a terceira estrela simplesmente colapsava sobre si pr\u00f3pria para formar um buraco negro, sem emitir qualquer energia.<\/p>\n\n\n\n

“A grande maioria das simula\u00e7\u00f5es mostra que a forma mais f\u00e1cil de fazer este triplo funcionar \u00e9 atrav\u00e9s de colapso direto”, diz Burdge.<\/p>\n\n\n\n

Para al\u00e9m de dar pistas sobre as origens do buraco negro, a estrela exterior tamb\u00e9m revelou a idade do sistema. Os f\u00edsicos observaram que a estrela exterior est\u00e1 no processo de se tornar uma gigante vermelha – uma fase que ocorre no fim da vida de uma estrela. Com base nesta transi\u00e7\u00e3o estelar, a equipa determinou que a estrela exterior tem cerca de 4 mil milh\u00f5es de anos. Dado que as estrelas vizinhas nascem mais ou menos \u00e0 mesma altura, a equipa conclui que o sistema triplo tem tamb\u00e9m 4 mil milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

“Nunca t\u00ednhamos conseguido fazer isto antes para um buraco negro antigo”, diz Burdge. “Agora sabemos que V404 Cygni faz parte de um sistema triplo, pode ter sido formado por colapso direto e h\u00e1 cerca de 4 mil milh\u00f5es de anos, gra\u00e7as a esta descoberta”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ MIT (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Caltech (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Buraco negro:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

V404 Cygni:<\/strong>
SIMBAD<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Aladin Lite:
<\/strong>Interface web<\/a><\/p>\n\n\n\n

Gaia:<\/strong>
ESA<\/a>
ESA – 2<\/a>
Gaia\/ESA<\/a>
Programa Alertas de Ci\u00eancia Fotom\u00e9trica do Gaia<\/a>
Cat\u00e1logo DR3 do Gaia<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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