Caros Leitores;
Uma massa central escura está à espreita no centro de uma ilha estelar brilhante.
Armadilhas gravitacionais no espaço, buracos negros, vêm em tamanhos diferentes. Ou mais corretamente, massas diferentes, porque todas são infinitamente pequenas. O primeiro buraco negro já descoberto, em 1971, pesava 21 vezes a massa do nosso Sol. Foi formado pela explosão e colapso de uma estrela. Exemplos de uma classe completamente diferente de buraco negro foram identificados nas décadas de 1960 e 1970. Eles pesavam de milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Como todos os buracos negros supermassivos, esses monstros habitam o centro das grandes galáxias.
Assim, os buracos negros podem ser supergrandes ou superpequenos. O elo perdido é um buraco negro de massa intermediária, pesando cerca de 100 a 1.000 vezes a massa do nosso Sol. Um punhado foi encontrado em outras galáxias. Talvez eles estejam a caminho de se transformar em buracos negros supermassivos.
Os núcleos de aglomerados globulares de estrelas são campos de caça para buracos negros de massa intermediária. Eles são menores que as galáxias e devem ter buracos negros correspondentemente menores. Mais de 150 dessas coleções em forma de globo de neve de centenas de milhares de estrelas orbitam nossa galáxia, a Via Láctea, como satélites artificiais girando em torno da Terra. As buscas por buracos posteriores de massa intermediária nesses aglomerados têm sido ilusórias. O suposto buraco negro central não pode ser observado diretamente, é claro. Os astrônomos coletam evidências circunstanciais observando as estrelas enxameando ao redor do buraco negro, como abelhas ao redor de uma colmeia. Com base em suas velocidades, a massa central invisível pode ser calculada usando as leis newtonianas da física.
Rastrear as estrelas é um trabalho meticuloso feito para a resolução e longevidade nítidas do Telescópio Espacial Hubble. Os astrônomos, observando mais de uma década de observações do Hubble do aglomerado estelar globular Messier 4, calcularam que existe um objeto central muito denso de cerca de 800 massas solares. É tão compacto que as observações tendem a descartar teorias alternativas sobre o que está acontecendo no centro do aglomerado.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA apresentaram o que eles dizem ser uma de suas melhores evidências da presença de uma classe rara de buraco negro de "tamanho intermediário" que pode estar à espreita no coração do aglomerado estelar globular mais próximo da Terra. , localizado a 6.000 anos-luz de distância.
Como buracos gravitacionais intensos no tecido do espaço, praticamente todos os buracos negros parecem ter dois tamanhos: pequenos e enormes. Estima-se que nossa galáxia esteja repleta de 100 milhões de pequenos buracos negros (várias vezes a massa do nosso Sol) criados a partir de estrelas que explodiram. O universo em geral é inundado por buracos negros supermassivos, pesando milhões ou bilhões de vezes a massa do nosso Sol e encontrados nos centros das galáxias.
Um elo perdido há muito procurado é um buraco negro de massa intermediária, pesando algo entre 100 e 100.000 massas solares. Como eles se formariam, onde ficariam e por que parecem ser tão raros?
Os astrônomos identificaram outros possíveis buracos negros de massa intermediáriapor meio de uma variedade de técnicas observacionais. Dois dos melhores candidatos - 3XMM J215022.4-05510 , que o Hubble ajudou a descobrir em 2020, e HLX-1, identificado em 2009, residem em densos aglomerados estelares nos arredores de outras galáxias. Cada um desses possíveis buracos negros tem a massa de dezenas de milhares de sóis e pode ter estado no centro de galáxias anãs. O observatório de raios-X Chandra da NASA também ajudou a fazer muitas descobertas possíveis de buracos negros intermediários, incluindo uma grande amostra em 2018 .
Olhando muito mais perto de casa, houve uma série de suspeitas de buracos negros de massa intermediária detectados em densos aglomerados globulares de estrelas orbitando nossa galáxia, a Via Láctea. Por exemplo, em 2008 , os astrônomos do Hubble anunciaram a suspeita da presença de um buraco negro de massa intermediária no aglomerado globular Omega Centauri. Por uma série de razões, incluindo a necessidade de mais dados, essas e outras descobertas de buracos negros de massa intermediária ainda permanecem inconclusivas e não descartam teorias alternativas.
Os recursos exclusivos do Hubble agora foram usados para se concentrar no núcleo do aglomerado estelar globular Messier 4 (M4) para caçar buracos negros com maior precisão do que em pesquisas anteriores. "Você não pode fazer esse tipo de ciência sem o Hubble", disse Eduardo Vitral, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland, principal autor de um artigo a ser publicado no Monthly Notices ofthe Royal Astronomical Society.
A equipe de Vitral detectou um possível buraco negro de massa intermediária de aproximadamente 800 massas solares. O objeto suspeito não pode ser visto, mas sua massa é calculada pelo estudo do movimento das estrelas capturadas em seu campo gravitacional, como abelhas enxameando em torno de uma colmeia. Medir seu movimento leva tempo e muita precisão. É aqui que o Hubble realiza o que nenhum outro telescópio atual pode fazer. Os astrônomos analisaram 12 anos de observações M4 do Hubble e resolveram estrelas pontuais.
Sua equipe estima que o buraco negro em M4 pode ter até 800 vezes a massa do nosso Sol. Os dados do Hubble tendem a descartar teorias alternativas para esse objeto, como um aglomerado central compacto de remanescentes estelares não resolvidos, como estrelas de nêutrons, ou buracos negros menores girando uns em torno dos outros.
"Temos boa confiança de que temos uma região muito pequena com muita massa concentrada. É cerca de três vezes menor que a massa escura mais densa que encontramos antes em outros aglomerados globulares", disse Vitral. “A região é mais compacta do que podemos reproduzir com simulações numéricas quando levamos em conta uma coleção de buracos negros, estrelas de nêutrons e anãs brancas segregadas no centro do aglomerado. Elas não são capazes de formar uma concentração de massa tão compacta".
Um agrupamento de objetos unidos seria dinamicamente instável. Se o objeto não for um único buraco negro de massa intermediária, seriam necessários cerca de 40 buracos negros menores amontoados em um espaço de apenas um décimo de ano-luz de diâmetro para produzir os movimentos estelares observados. As consequências são que eles se fundiriam e/ou seriam ejetados em um jogo de pinball interestelar.
“Medimos os movimentos das estrelas e suas posições e aplicamos modelos físicos que tentam reproduzir esses movimentos. Acabamos com a medição de uma extensão de massa escura no centro do aglomerado”, disse Vitral. "Quanto mais perto da massa central, mais aleatoriamente as estrelas se movem. E, quanto maior a massa central, mais rápidas são as velocidades estelares".
Como os buracos negros de massa intermediária em aglomerados globulares têm sido tão evasivos, Vitral adverte: "Embora não possamos afirmar completamente que é um ponto central de gravidade, podemos mostrar que é muito pequeno. É muito pequeno para sermos capazes de explicar além de ser um único buraco negro. Alternativamente, pode haver um mecanismo estelar que simplesmente não conhecemos, pelo menos dentro da física atual".
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble e Webb. O STScI é operado para a NASA pela Association of Universities for Research in Astronomy, em Washington, DC
Para saber mais, acesse o link abaixo>
Fonte: NASA / Publicação 23-05-2023
https://hubblesite.org/contents/news-releases/2023/news-2023-016
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Acesse abaxo, os links das Livrarias>
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