Vagando pelo Universo! Buraco negro solitário é encontrado por astrônomos

Os buracos negros estelares são os buracos negros formados quando estrelas muito massivas entram em colapso. Como as estrelas estão distribuídas pela galáxia, os buracos negros estelares também estão distribuídos por toda galáxia. Estima-se que existam milhões desses objetos apenas na Via Láctea. Estudar esses buracos negros estelares dependem da sua interação com o ambiente que estão.

Como esses objetos não emitem e nem refletem luz, sua presença é inferida através de seus efeitos gravitacionais ou pela radiação emitida quando acreção de matéria ocorre. Muitos buracos negros estelares fazem parte de sistemas binários com outros objetos compactos, como outras estrelas, estrelas de nêutrons ou até mesmo outros buracos negros. A observação dessas binárias é uma das principais formas de identificar e estudar buracos negros estelares.

Buracos negros isolados são difíceis de serem observados por não interagirem com o ambiente ao redor. No entanto, alguns anos atrás, um buraco negro isolado foi observado através de efeito de microlente gravitacional. Observações do Hubble e do Gaia mostraram que o buraco negro possuía cerca de 7 vezes massa do Sol. Essa foi a primeira observação de um buraco negro isolado que está vagando pela galáxia.

Formação de buracos negros

Os buracos negros estelares têm sua origem no colapso gravitacional do núcleo de estrelas massivas que possuem pelo menos oito vezes a massa do Sol. Quando essas estrelas esgotam seu combustível nuclear, a parte interior é colapsada formando um buraco negro. A parte mais externa é, geralmente, expelida a velocidades altas formando o que conhecemos como supernova.

As supernovas são importantes porque espalham elementos para o meio interestelar e também são objetos de estudos importantes. A quantidade de elementos espalhados e a massa do buraco negro resultante dependem da massa inicial da estrela. Buracos negros estelares são comuns por toda a galáxia, principalmente em ambientes com estrelas massivas.

Buraco negro solitário

Um buraco negro solitário que está vagando pela Via Láctea sem interagir com o ambiente e sem a companhia de uma estrela foi observado. Ele possui uma massa estimada em 7,15 vezes a do Sol e está localizado a cerca de 4.958 anos-luz de distância. Ele se move pelo espaço a uma velocidade de aproximadamente 51 quilômetros por segundo. Por causa da dificuldade de observar um objeto que não emite luz, o buraco negro solitário chamou atenção.

Quando ele foi observado pela primeira vez, diversos astrônomos buscaram evidências de alguma estrela companheira e não encontraram nada. Os astrônomos concluíram que não existe nada maior que 0,2 vezes a massa do Sol dentro de uma distância de pelo menos 2.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol. Ele só foi encontrado graças a um fenômeno conhecido como microlente gravitacional.

Microlente gravitacional

A microlente gravitacional é um efeito esperado e descrito pela Relatividade Geral. Esse efeito ocorre quando um objeto com massa, podendo ser uma estrela ou um buraco negro, a em frente a uma estrela de fundo na nossa linha de visão. Devido à curvatura do espaço-tempo, a luz que foi emitida por uma estrela de fundo é distorcida e faz com que a estrela mude de posição enquanto o objeto massivo está ando.

Observar uma microlente gravitacional é um processo raro e complicado porque depende que os objetos estejam na mesma linha de visão. Quando a variação do brilho da estrela de fundo é estudado pode-se obter informações sobre o objeto massivo. No caso do buraco negro solitário detectado, ao analisar a variação do brilho da estrela, pode-se confirmar a massa, velocidade e a distância do objeto.

O primeiro mas não o último?

Apesar da dificuldade de observar buracos negros solitários e essa tenha sido a primeira e única observação até agora, é altamente improvável que seja o único a vagar pela galáxia. Isso porque a formação de buracos negros estelares não é um processo muito raro na galáxia então é esperado que muitos buracos negros estejam vagando. As observações de binárias de raios-X não explica toda a população estimada de buracos negros estelares.

Esses buracos negros solitários permanecem praticamente invisíveis quando se usa métodos tradicionais, como observação de raios-X. A descoberta desse buraco negro isolado mostra a importância do uso de observação de microlente gravitacional. Estima-se que milhões de buracos negros solitários possam existir na Via Láctea que só poderiam ser encontrados através de microlentes gravitacionais.

Referência da notícia

OGLE-2011-BLG-0462: An Isolated Stellar-mass Black Hole Confirmed Using New HST Astrometry and Updated Photometry. 11 de abril, 2025. Sahu, et al.