Estrelas em fuga podem indicar buraco negro escondido

Astrônomos identificaram estrelas em alta velocidade na Via Láctea que parecem ter vindo da Grande Nuvem de Magalhães (LMC). A descoberta sugere a existência de um buraco negro supermassivo escondido nessa galáxia satélite da nossa, cuja força gravitacional pode estar lançando essas estrelas para fora. O estudo ainda não passou por revisão por pares, mas foi divulgado como pré-impressão no repositório arXiv.

Normalmente, as estrelas orbitam a Via Láctea em trajetórias previsíveis, mas algumas se movem tão rápido que acabam escapando da galáxia. Essas são chamadas de estrelas hipervelozes (HVSs). Algumas atingem velocidades tão extremas que não apenas fogem da nossa galáxia, mas também da LMC. Até agora, os cientistas acreditavam que essas estrelas eram ejetadas por supernovas ou pelo buraco negro central da Via Láctea.

Em 2006, pesquisadores encontraram 21 HVSs do tipo B, um tipo de estrela massiva, no halo da galáxia. Desde então, uma questão intrigava os astrônomos: por que 11 dessas estrelas estavam concentradas em apenas 5% do céu, próximo à constelação de Leão? Agora, uma equipe rastreou o caminho dessas estrelas e descobriu que metade delas não veio do centro da Via Láctea, mas sim da LMC. Isso sugere que a galáxia vizinha pode estar expelindo estrelas a velocidades extremas.

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Grande Nuvem de Magalhães abrigaria buraco negro supermassivo

A LMC tem um histórico de produzir estrelas massivas que explodem como supernovas. No entanto, supernovas não conseguem acelerar estrelas do tipo B a velocidades tão altas. Isso significa que outro mecanismo deve estar agindo. Os cientistas acreditam que a melhor explicação é a interação com um buraco negro supermassivo por meio do chamado mecanismo de Hills.

Esse processo acontece quando duas estrelas estão em órbita uma da outra e se aproximam de um buraco negro supermassivo. A gravidade extrema faz com que uma das estrelas seja capturada pelo buraco negro, enquanto a outra é arremessada a uma velocidade altíssima. Esse mecanismo explicaria o padrão de distribuição das HVSs observadas perto de Leão.

A própria LMC está em movimento ao redor da Via Láctea. Esse deslocamento orbital pode influenciar a trajetória das estrelas expulsas, o que explicaria o agrupamento das HVSs na direção de Leão. Dos 21 objetos analisados, nove parecem ter vindo da LMC, sete do centro da Via Láctea, e cinco ainda não tiveram sua origem determinada.

Para lançar tantas estrelas em fuga, o buraco negro da LMC precisaria ter cerca de 600 mil vezes a massa do Sol. Esse valor é muito menor que o buraco negro central da Via Láctea, Sagitário A*, que tem 4,3 milhões de massas solares. No entanto, ainda é surpreendente, pois as estimativas anteriores sugeriam que a LMC poderia ter um buraco negro com apenas mil massas solares.

A descoberta reforça a ideia de que mesmo galáxias menores, como a LMC, podem abrigar buracos negros supermassivos. Até agora, acreditava-se que esses objetos eram exclusivos de grandes galáxias. Se confirmado, esse estudo pode mudar a compreensão sobre a formação e evolução das galáxias no Universo.