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Os astrônomos estimam que 100 milhões de buracos negros vagam entre as estrelas da Via Láctea, mas nunca identificaram conclusivamente um buraco negro isolado. Após seis anos de observações meticulosas, o Telescópio Espacial Hubble da NASA, pela primeira vez, forneceu evidências diretas de um buraco negro solitário à deriva no espaço interestelar por uma medição precisa da massa do objeto fantasma. Até agora, todas as massas de buracos negros foram inferidas estatisticamente ou por meio de interações em sistemas binários ou nos núcleos de galáxias. Buracos negros de massa estelar são geralmente encontrados com estrelas companheiras, tornando este incomum.
O buraco negro errante recém-detectado fica a cerca de 5.000 anos-luz de distância, no braço espiral Carina-Sagitário da nossa galáxia. No entanto, sua descoberta permite que os astrônomos estimem que o buraco negro de massa estelar isolado mais próximo da Terra pode estar a cerca de 80 anos-luz de distância. A estrela mais próxima do nosso sistema solar, Proxima Centauri, está a pouco mais de 4 anos-luz de distância.
Os buracos negros que vagam pela nossa galáxia nascem de estrelas raras e monstruosas (menos de um milésimo da população estelar da galáxia) que são pelo menos 20 vezes mais massivas que o nosso Sol. Essas estrelas explodem como supernovas, e o núcleo remanescente é esmagado pela gravidade em um buraco negro. Como a auto-detonação não é perfeitamente simétrica, o buraco negro pode dar um chute e se deslocar pela nossa galáxia como uma bala de canhão explodida.
Os telescópios não podem fotografar um buraco negro rebelde porque ele não emite luz. No entanto, um buraco negro distorce o espaço, que então desvia e amplifica a luz das estrelas de qualquer coisa que momentaneamente se alinha exatamente atrás dele.
Telescópios terrestres, que monitoram o brilho de milhões de estrelas nos ricos campos estelares em direção ao bojo central da nossa Via Láctea, procuram um brilho repentino revelador de um deles quando um objeto massivo passa entre nós e a estrela. Em seguida, o Hubble acompanha os eventos mais interessantes.
Duas equipes usaram dados do Hubble em suas investigações – uma liderada por Kailash Sahu do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland; e o outro por Casey Lam da Universidade da Califórnia, Berkeley. Os resultados das equipes diferem um pouco, mas ambos sugerem a presença de um objeto compacto.
A deformação do espaço devido à gravidade de um objeto em primeiro plano que passa na frente de uma estrela localizada muito atrás dela irá momentaneamente dobrar e amplificar a luz da estrela de fundo à medida que ela passa na frente dela. Os astrônomos usam o fenômeno, chamado microlente gravitacional, para estudar estrelas e exoplanetas nos aproximadamente 30.000 eventos vistos até agora dentro de nossa galáxia.
A assinatura de um buraco negro em primeiro plano se destaca como única entre outros eventos de microlente. A gravidade muito intensa do buraco negro prolongará a duração do evento de lente por mais de 200 dias. Além disso, se o objeto interveniente fosse uma estrela em primeiro plano, isso causaria uma mudança de cor transitória na luz da estrela medida porque a luz das estrelas de primeiro plano e de fundo seriam momentaneamente misturadas.
Em seguida, o Hubble foi usado para medir a quantidade de deflexão da imagem da estrela de fundo pelo buraco negro. O Hubble é capaz da extraordinária precisão necessária para tais medições. A imagem da estrela foi deslocada de onde normalmente estaria em cerca de um milissegundo de arco. Isso equivale a medir o diâmetro de uma moeda de 25 centavos em Los Angeles, vista da cidade de Nova York.
Essa técnica de microlente astrométrica forneceu informações sobre a massa, distância e velocidade do buraco negro. A quantidade de deflexão pela intensa deformação do espaço do buraco negro permitiu à equipe de Sahu estimar que ele pesa sete massas solares.
A equipe de Lam relata uma faixa de massa ligeiramente menor, o que significa que o objeto pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Eles estimam que a massa do objeto compacto invisível está entre 1,6 e 4,4 vezes a do Sol. Na extremidade superior dessa faixa, o objeto seria um buraco negro; na extremidade inferior, seria uma estrela de nêutrons.
FONTES:
https://arxiv.org/pdf/2201.13296.pdf
https://arxiv.org/pdf/2202.01903v2.pdf
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