Mistérios escuros: cientistas estudam buraco negro da Via Láctea

Em um esforço para compreender melhor os buracos negros, astrônomos voltaram seus telescópios para o sistema binário Cygnus X-1.

Contendo uma estrela e um buraco negro de massa estelar, Cygnus X-1 fica dentro da constelação de Cygnus, na Via Láctea.
Sua descoberta em 1972 levou a discussão ampla, incluindo uma aposta feita por Stephen Hawking se o sistema tinha ou não um buraco negro (Hawking perdeu).

O estudo forneceu informações detalhadas sobre a massa, a rotação e a distância do sol do buraco negro.

Esse conhecimento pode ajudar os cientistas a reunir informações sobre o estado do buraco negro hoje, e também revelar pistas sobre sua história inicial.

Para estudar objetos no espaço, os astrônomos contam com informações emitidas na forma de radiação eletromagnética – luz.
Mas a gravidade dos buracos negros é tão forte que não escapa emissões, tornando-se um desafio de estudar. A única informação que eles revelam é a sua massa, rotação e carga elétrica.

Essa pesquisa teve o olhar mais detalhado de um buraco negro até hoje.

Antes dos astrônomos começarem suas medições, eles precisavam determinar o quão longe Cygnus X-1 estava. Usando um sistema de rádio-telescópio no Havaí, a equipe calculou que Cygnus X-1 fica a 6.070 anos-luz do sol.

A medição também revelou que o objeto estava se movendo muito lentamente através da Via Láctea, cerca de 15 quilômetros por segundo.

Os cientistas então vasculharam duas décadas de dados de outros telescópios, e combinaram todas as análises, o que permitiu que eles calculassem que o buraco negro dentro de Cygnus X-1 é quase 15 vezes mais massivo que o sol, tornando-o um dos buracos negros estelares mais maciços da Via Láctea.

Buracos negros estelares são menores e mais comuns do que seus primos supermassivos. Enquanto os buracos negros maiores tendem a ser encontrados nos centros das galáxias, buracos negros estelares estão espalhados por toda parte.

Atualmente, cerca de 20 buracos negros estelares foram estudados dentro da Via Láctea, apesar de teóricos sugerirem que nossa galáxia pode ter centenas de milhões deles.

Os astrônomos também calcularam que o buraco negro gira mais de 800 vezes por segundo – quase a metade da velocidade da luz. A rotação rápida pode ajudar astrônomos a analisarem outros gigantes escuros. Saber que o buraco negro foi formado com uma rotação aparentemente grande ajuda a restringir modelos detalhados de supernova e/ou colapsos estelares.

Sua rápida rotação, combinada com seu lento progresso através da galáxia, oferece dicas sobre sua origem. A alta velocidade de rotação é mais provável um produto de seu nascimento. Ao mesmo tempo, se o buraco negro tivesse sido criado por uma explosão estelar chamada supernova, a força da explosão teria dado um “pontapé” que teria feito com que Cygnus X-1 viajasse mais rápido através da Via Láctea.

Outra pesquisa, publicada há quase uma década, sugere que o buraco negro foi produzido por uma implosão estelar sem uma explosão, quando uma estrela massiva entra em colapso depois de uma supernova.

No entanto, o buraco negro Cygnus X-1 parece ter nascido de uma morte estelar relativamente suave. Neste caso, não há rejeição do núcleo que gera a onda de choque maciça que cria uma supernova. Assim, um colapso direto poderia ser um evento relativamente suave.

Tal transformação teria permitido que Cygnus X-1 ficasse com a massa e energia que a maioria dos buracos negros estelares perde durante suas mortes violentas .